1、大学物理B课程教学大纲一、说明1、课程的性质、地位和任务物理学是研究物质最基本、最普遍的结构和运动形式及其规律的学科。它是许多自然科学和工程技术的基础，是理工农医各专业必修的公共基础课程。课程的任务，一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础，另一方面，使学生初步学到科学的思维方法和研究问题的能力。2、课程教学的基本要求：通过本课程学习，使学生对物理学的基本概念、基本原理和基本规律有比较全面而系统的认识，并具备初步应用的能力，为学习各专业后续课程打下必要的物理基础；同时，可使学生熟悉物理学研究问题的基本方法，培养科学的思维方法和分析问题、解决问题的能力，为学生自身专业学习提供借鉴，为建立辩证唯
2、物主义观提供科学依据。3、教法特点：（写教学内容的组织与安排，教学方法与手段等内容）。应结合专业特点对教学内容进行适当取舍，主要采用讲授法，利用黑板和PPT相互结合的多媒体教学方式。4、先修课程：高等数学5、课程学时分配：章次课程教学内容总学时理论(习题)课时实验(上机)课时1运动的描述332力学中动力学基本规律553气体动理论基础444热力学基础445静电场基本规律446稳恒磁场447电磁感应与电磁场448机械振动与波889波动光学4410近代物理基础8811实验16214合计6450146、考核方式：（写考试、考查）考查二、理论教学内容与学时安排第 1 章 运动的描述 ( 3 学时)1、参
3、考系、坐标系、物理模型；2、位矢、位移、速度及加速度；3、曲线运动的描述、运动学中的两类问题。基本要求：掌握描述质点运动的四个物理量在直角坐标系中表示及相互关系、掌握运动学中两类问题的求解；理解描述运动的必要三个条件、四个物理量在直角坐标系中表示、圆周运动的角量与线量描述及相互关系；了解在自然坐标系运动的描述。第 2 章 力学中动力学基本规律 ( 5 学时)1、牛顿运动定律及其应用；2、动量、质点与质点系的动量定理、动量守恒定律；3、功、功率、动能、动能定理、势能、质点系的动能定理与功能原理、机械能守恒定律；4、质点的角动量、角动量定理、角动量守恒定律。5、刚体定轴转动的描述、转动惯量、转动定
4、律、定轴转动的机械能守恒与角动量守恒。基本要求：掌握牛顿运动定律及其应用、动量守恒定律、机械能守恒定律、角动量守恒定律；理解牛顿运动三定律、动量、动量定理、功与动能、势能、功能原理、角动量及角动量定理；了解刚体定轴转动、转动惯量、转动定律、定轴转动的机械能守恒与角动量守恒。第 3 章 气体动理论基础 ( 4 学时)1、平衡态及其描述、温度、热力学第零定律、理想气体状态方程；2、理想气体分子模型和统计假设、理想气体的压强、理想气体的温度；3、自由度、能量均分定理、理想气体的内能；4、气体分子的速率分布函数、麦克斯韦速率分布规律、分子速率的三个统计值；5、分子平均碰撞频率、平均自由程。基本要求：掌
5、握平衡态概念及其描述、理想气体状态方程及其压强与温度的公式、理想气体的内能；理解温度、热力学第零定律、理想气体分子模型和统计假设、理想气体状态方程及压强与温度、自由度与能量均分定理；了解气体分子的麦克斯韦速率分布规律、分子平均碰撞频率与自由程。第 4 章 热力学基础 ( 4 学时)1、热力学准静态过程、准静态过程的功与热量、热力学第一定律；2、理想气体的等值过程、绝热过程；3、循环过程及其效率、卡诺循环及卡诺定理；4、热力学第二定律及其描述、可逆过程与不可逆过程；5、克劳修斯不等式、克劳修斯熵、熵增加原理；6、热力学第二定律的统计意义、玻尔兹曼熵。基本要求：掌握热力学第一定律、理想气体的等值过
6、程及绝热过程、卡诺循环及其效率、热力学第二定律描述；理解热力学准静态过程、热力学第一定律、卡诺定理及卡诺循环、热力学第二定律、可逆与不可逆过程、熵及熵增加原理；了解热力学第二定律的统计意义、克劳修斯不等式、克劳修斯熵与玻尔兹曼熵。第 5 章 静电场基本规律 ( 4 学时)1、库仑定律、电场与电场强度、场强叠加原理、场强的计算；2、电通量、高斯定理及其应用；3、电场力的功、静电场的环路定理、电势与电势能、电势差、电场的能量；4、导体的静电平衡、静电屏蔽、有导体存在的静电场、电介质的极化；5、电容器及其电容、电容器的串并联。基本要求：掌握电场强度的计算、高斯定理及其应用、电场力的功、电势能及其电场
7、的能量计算、电势与电势差、电容器及其电容；理解库仑定律、场强叠加原理、高斯定理、电势及电势差、导体的静电平衡、静电屏蔽及电介质的极化；了解电容器的串并联及充电电容器的能量、静电场能量密度。第 6 章 稳恒磁场 ( 4 学时)1、电流与电流密度、电动势；2、磁场、磁感应强度、磁通量与磁场中的高斯定理、毕奥-萨伐尔定律及其应用；3、安培环路定理及其应用、安培定律、磁场对载流导线及线圈的作用、磁力的功；4、洛仑兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动、霍尔效应；5、磁介质的分类及磁化、磁化强度、磁场强度、磁介质中的安培环路定理、铁磁质。基本要求：掌握磁场中的高斯定理、安培环路定理及其应用、磁场对载流导线及线
8、圈的作用、带电粒子在匀强磁场中的运动、磁介质中的安培环路定理；理解毕奥-萨伐尔定律、电流密度、磁场、磁感应强度与磁场强度及相互关系、洛仑兹力；了解霍尔效应、磁介质的分类及磁化、磁化强度、铁磁质。第 7 章 电磁感应与电磁场 ( 4 学时)1、法拉第电磁感应定律、楞次定律；2、动生电动势、感生电动势；3、自感与互感现象、磁场能量；4、位移电流、全电流定律、麦克斯韦电磁方程组。基本要求：掌握法拉第电磁感应定律、动生与感生电动势及其计算；理解法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感与互感现象、磁场能量；了解位移电流、全电流定律、麦克斯韦电磁方程组。第 8 章 机械振动与波 ( 8 学时)1、简谐振动的动力
9、学特征、简谐振动的运动学方程、描述简谐振动的三个重要参量；2、简谐振动的能量、同方向同频率简谐振动的合成、同方向不同频率简谐振动的合成；3、机械波的形成和传播、波线与波面、简谐波、描述波动的几个物理量；4、平面简谐波的波动方程及物理意义、波的能量与能量密度、波的能流与能流密度；5、惠更斯原理、波的叠加原理、波的干涉、驻波及特点、半波损失。基本要求：掌握简谐振动方程及三个重要参量、同方向同频率简谐振动的合成、平面简谐波动方程及描述波动的几个物理量相互关系、波的叠加与干涉；理解简谐振动方程、平面简谐波动方程、简谐振动的能量、波的能量、惠更斯原理、波的干涉、驻波及特点；了解同方向不同频率简谐振动的合
10、成、波的能流与能流密度、半波损失。第 9 章 波动光学 ( 4 学时)1、光源、光的相干性、杨氏双缝干涉、其他分波阵面干涉、光程与光程差；2、等倾干涉、增透膜与增反膜、等厚干涉、迈克耳孙干涉仪；3、光的衍射、惠更斯-菲涅耳原理、单缝夫琅禾费衍射、光栅衍射；4、自然光和偏振光、起偏和检偏、马吕斯定律、反射与折射光的偏振、布儒斯特定律。基本要求：掌握光的相干性、杨氏双缝干涉、光程与光程差、迈克耳孙干涉仪、单缝夫琅禾费衍射、光栅衍射、自然光和偏振光、马吕斯定律、布儒斯特定律；理解光的相干性、光程与光程差、光的衍射、惠更斯-菲涅耳原理、马吕斯定律、反射与折射光的偏振、布儒斯特定律；了解光源、等倾干涉、
11、增透膜与增反膜、等厚干涉。第 10 章 近代物理基础 ( 8 学时)1、经典力学时空观、力学相对性原理、狭义相对论的两条基本原理、洛仑兹坐标变换；2、洛仑兹速度变换、同时的相对性、长度收缩、时间延缓；3、相对论力学的基本方程、质速关系、质能关系、动量和能量的关系；4、黑体辐射、普朗克量子假设、光电效应、光的波粒二象性、康普顿效应；5、波尔的氢原子理论、粒子的波动性、测不准关系；6、波函数、薛定谔方程、一维势阱、量子力学对氢原子处理的一些重要结果。基本要求：掌握狭义相对论的两条基本原理、洛仑兹坐标变换、普朗克量子假设、光电效应、；理解同时的相对性、长度收缩、时间延缓、光的波粒二象性、粒子的波动性
12、、测不准关系、波函数、薛定谔方程；了解相对论力学的基本方程、质速关系、质能关系、动量和能量的关系、波尔的氢原子理论、一维势阱、量子力学对氢原子处理的一些重要结果。三、实验教学内容与要求绪论（2学时）第一节、物理实验课的地位作用和学习方法一、物理实验课的作用和目的二、物理实验课的任务和学习方法第二节、测量误差和不确定度估算的基础知识一、测量及其分类：直接测量和间接测量；单次和多次测量；等精度和非等精度测量。二、测量误差及其分类：真值、误差、残差；系统误差、偶然误差、粗差（过失误差）；系统误差和偶然误差的基本处理原则。三、测量不确定度的估算1、不确定度的引入2、不确定度的概念3、不确定度与误差的关
13、系四、有效数字及其运算1、测量结果的有效数字2、有效数字的运算规则第三节、数据处理的基本方法一、列表法二、作图法三、逐差法实验一 长度的测量（验证性实验，2学时）实验目的：1.熟练掌握游标卡尺及螺旋测微器原理；2.学会游标卡尺和千分尺的正确使用方法；3.巩固误差和有效数字的计算实验内容：1.用游标尺测量一圆柱体的直径和高，并求体积；2.用千分尺测量小钢球的直径，并求体积；3.多次测量的误差运算，绝对和相对误差主要仪器：游标卡尺、千分尺实验二 固体和液体密度的测定（验证性实验，3学时）实验目的：1.熟练掌握物理天平的调节和正确使用方法；2.掌握测定固体和液体密度的方法之一流体静力称衡法实验内容：
14、1.物理天平的调整和使用；2.用流体静力称衡法测固体和液体的密度主要仪器：物理天平、烧杯、水实验三 单摆测重力加速度（验证性实验，3学时）实验目的：1、掌握用单摆测定重力加速度的方法，学会镜尺和停表的使用；2、研究单摆的摆长和周期、周期和摆角的关系；3、实验结果线性化的图线表示；4、使学生了解提高测定g值精确度的途径，以改进中学的单摆实验教学实验内容：1、用多周期测量法测不同摆长下的周期，作LT2图线，并求g；2、测定同一摆长下，相应于不同摆角的周期，作T图主要仪器：单摆实验仪、秒表、游标卡尺、钢卷尺等实验四示波器和信号源的使用（验证性实验，3学时）实验目的：1.了解通用示波器的结构和工作原理
15、；2.学会使用信号发生器和示波器实验内容：1.了解通用示波器的结构和工作原理；2.掌握各个旋钮的作用和使用方法；3.学会使用信号发生器；4.学会用示波器观察波形、测量电压、频率等主要仪器：ST16型示波器，函数信号发生器，直流稳压电源实验五 电表的扩程和校准（验证性实验，3学时）实验目的：1.掌握电表的扩程和校准的基本方法；2.进一步认识滑线变阻器对电路中电压和电流的调控使用实验内容：1.测量待改装表头的灵敏度和内阻；2.将表头改装为电流表、电压表；3.校准改装后的电表，并定出级别主要仪器：表头、标准表、电阻变组器、直流稳压电源实验六 惠斯通电桥测电阻（验证性实验，3学时）实验目的：1.掌握惠
16、斯通电桥测电阻的原理；2.学会正确使用电桥测量电阻；3.讨论提高电桥灵敏度的几种方法实验内容：用电阻箱组装电桥，测量电阻和电桥本身的灵敏度主要仪器：电阻箱、检流计、直流电源、滑线式电桥、待测电阻、限流（保护）电阻实验七 物质旋光性质的研究（验证性实验，3学时）实验目的：1. 观察旋光现象，了解旋光物质的旋光性质；2. 学习旋光仪的使用及物质左、右旋性的判断方法实验内容：测定葡萄糖溶液的浓度和松节油的旋光率主要仪器：圆盘旋光仪，待测样品（葡萄糖溶液、松节油）等实验八 薄透镜焦距的测定（验证性实验，3学时）实验目的：1.学习光学系统同轴等高的调节；2.通过测量凸透镜的焦距，掌握测量凸透镜焦距的基本
17、方法；3.观察凸透镜成像的几种主要情况实验内容：1.用成像公式测U、V以求凸透镜的f；2.用自准直法及移动透镜成二次像的方法测量凸透镜的f；3.观察球差、像散、色差、畸变、像面变曲等几种像差主要仪器：光具座、光源、物屏、凸透镜实验九 等厚干涉现象的研究（验证性实验，3学时）实验目的：1. 加深对等厚干涉现象的认识和原理的理解；2. 利用等厚干涉现象测微小长度的变化实验内容：利用牛顿环测定透镜的曲率半径，利用劈尖干涉条纹测量微小长度（如头发丝的直径）主要仪器：牛顿环装置（由一块曲率半径较大的平凸透镜与一块平晶组成）、劈尖、钠灯、读数显微镜四、教材及参考书1、推荐教材：赵近芳.大学物理简明教程.北
18、京:北京邮电大学出版社,2008. 赵家凤.大学物理实验. 北京:科学出版社，2003.2、参考书：1 赵近芳.大学物理学.北京:北京邮电大学出版社,2002.2 赵近芳.大学物理学学习指导.北京:北京邮电大学出版社,2002.3 张三慧.大学物理学.北京:清华大学出版社,2004. 4 上海交大物理教研室.大学物理学.上海:上海交通大学出版社,2006.5 马文蔚.物理学教程.北京:高等教育出版社,2002.6 程守洙、江之永编.普通物理学.北京:高等教育出版社,2006.7 陈信义.大学物理教程.北京:清华大学出版社,2006.8 霍剑青.大学物理实验.北京:高等教育出版社，2006.8 / 8
