华中科技大学：大学物理--教学大纲

《大学物理》课程教学大纲
一、课程名称：大学物理（ University Physics ）
二、课程编码： 0700031 07000032
三、学时与学分： 112/7
四、先修课程：高等数学
五、适用学科专业：理、工、医、管科各专业
六、课程教学目标
物理学是研究物质的基本结构、物质的最基本最普遍的运动形式，以及物质之间的相互作用和运动形式的相互转化的学科。

物理学的基本理论业已渗透到了自然科学的一切领域，并广泛地应用于生产技术的各个部门，是自然科学和工程技术的基础。

因此，《大学物理》课程是理工医科各专业学生的一门重要的必修基础课。

1. 通过本课程的教学，使学生对自然界的各种基本运动形式及其规律获得比较全面和系统的认识，对物理学的基本概念、基本理论、基本方法能够有正确的认识和理解，并具有初步应用的能力。

2. 培养学生严谨的科学态度和科学的思维方法，帮助学生提高分析问题和解决问题的能力，激发他们的探索热情和创新精神。

3. 提高学生的科学素养，帮助学生树立正确的世界观。

七、基本教学内容与学时安排
绪论（ 1 学时）
第一章运动学（ 2 学时）
质点、参考系、位置矢量、位移、速度、加速度、相对运动
第二、三、四章动力学（ 6 学时）
牛顿运动三定律、牛顿定律的应用、基本相互作用力、惯性力（ 2 学时）
动量定理、动量守恒定律、角动量、角动量守恒定律（ 2 学时）功、动能定理、势能、功能原理、机械能守恒定律、能量守恒和转换定律（ 2 学时）
第五章刚体的定轴转动（ 4 学时）
平动和转动、质心、质心运动定理、定轴转动定律（ 2 学时）转动惯量、角动量定理、角动量守恒定律、定轴转动的功能原理、进动（ 2 学时）
第六章狭义相对论（ 6 学时）
伽利略相对性原理、伽利略变换、狭义相对论基本原理、洛仑兹变换（ 2 学时）
相对论时空观（ 2 学时）
相对论质量、动量和能量（ 2 学时）
第七章气体运动论（ 5 学时）
热力学第零定律、温度和温标、理想气体状态方程、理想气体微观模型、压强和温度的统计意义（ 2 学时）
能量均分定理、麦克斯韦速率分布率、玻耳兹曼分布率（ 3 学时）
第八章热力学基础（ 7 学时）
功和热量、准静态过程、热力学第一定律、热容（ 2 学时）
绝热过程、多方过程、循环、卡诺循环（ 2 学时）
热力学第二定律（ 2 学时）
熵，熵增原理（ 1 学时）
第九章静电场（ 8 学时）
电荷、库仑定律、电力叠加原理、电场强度（学时）
高斯定理及应用（ 2 学时）
环路定理、电势、电势梯度（ 2 学时）
静电势能（学时）
第十章静电场中的导体和电介质（ 4 学时）
静电平衡、静电屏蔽、电介质的极化、极化强度、极化电荷（ 2 学时）
电位移矢量、介质中的高斯定理和环路定理（ 1 学时）
电容和电容器（ 1 学时）
第十一章稳恒磁场与电磁相互作用（ 8 学时）
磁性和磁场、磁感应强度（ 2 学时）
毕奥—萨伐尔定律（ 2 学时）
磁高斯定理、安培环路定理（ 2 学时）
磁场对载流导线的作用（ 2 学时）
第十二章磁介质（ 2 学时）
顺磁性和抗磁性、磁化强度与磁化电流、介质中的磁场、磁场强度、铁磁性
第十三章电磁感应（ 8 学时）
电磁感应定律、动生电动势（学时）
感生电动势和感应电场（学时）
自感与互感、磁场能量（ 3 学时）
第十四章麦克斯韦方程组（ 2 学时）
位移电流、麦克斯韦方程组
第十五章机械振动（ 6 学时）
简谐振动、位相、旋转矢量图（ 2 学时）
简谐振动的能量、简谐振动的合成（ 2 学时）
振动的相空间描述、阻尼振动、受迫振动、共振（ 2 学时）第十六章机械波（ 6 学时）
波的概念、平面简谐波、波的能量（ 2 学时）
惠更斯原理、折射和反射、波的叠加原理、多普勒效应（ 2 学时）
干涉与衍射、驻波（ 2 学时）
第十七章电磁振荡与电磁波（ 2 学时）
电磁振荡、电磁波的发射和传播
第十八章光波的干涉（ 6 学时）
光波、光程、光波的相干叠加（学时）
分波阵面干涉（学时）
分振幅干涉、干涉的应用（ 2 学时）
第十九章光波的衍射（ 6 学时）
菲涅耳衍射和夫朗和费衍射、惠更斯－菲涅耳原理、单缝夫朗和费衍射（ 2 学时）
双缝衍射与干涉、光栅（ 2 学时）
X 光衍射、布喇格公式、园孔衍射、光学仪器的分辨率（ 2 学时）
第二十章光波的偏振（ 4 学时）
偏振光与自然光、偏振片、马吕斯定律、反射起偏（ 2 学时）双折射、波晶片、偏振光的干涉（ 2 学时）
第二十一章光的量子理论（ 2 学时）
普朗克量子论、光电效应、爱因斯坦光电方程、康普顿效应、光的波粒二象性
第二十二章玻尔的原子量子理论（ 3 学时）
氢原子光谱、巴尔末公式、原子量子论、玻尔的氢原子理论、氢原子的能级和能级图
第二十三章量子力学基础（ 9 学时）
波粒二象性、物质波、不确定关系（ 2 学时）
波函数、薛定谔方程、一维势阱、简谐振子、一维势垒（ 3 学时）
氢原子、电子的自旋、四个量子数、多电子原子和壳层结构（ 3 学时）
状态信息（ 1 学时）
第二十四章激光和半导体（ 4 学时）
氦－氖激光器、原子跃迁、激光的产生（ 2 学时）
能带、本征半导体、杂质半导体（ 2 学时）
现代物理专题（ 4 学时，选讲）
广义相对论简介、耗散结构、从麦克斯韦电磁理论到磁单极子、超导、混沌与分形、光学信息处理
八、教材及参考书
教材：
《大学物理》，杨晓雪，范淑华，黄伯坚主编，华中科技大学出版社， 2006 年
参考书：
物理学，（美） D. 哈理德 R. 瑞斯尼克
大学物理学（第二版），张三慧
普通物理学（第五版），程守洙江之永
九、考核方式
每学期课程结束后进行统一考试。

综合成绩由平时成绩和考试成绩两部分组成。

平时成绩占 20% ，期末考试成绩占 80% 。