|
分五个单元进行课程学习，分（上）、（下）两学期教学，共128学时，7学分
第一单元：力学
（一）学习内容：第一章、第二章、第三章、第四章
|
(1)
|
质点运动学和牛顿运动定律参照系和坐标系。质点。时间和时刻。位置矢量，位移、速度、加速度。运动方程，运动迭加原理切向加速度和法向加速度。
角位移、角速度、角加速度。角量与线量的关系。 牛顿运动定律。惯性、质量、力的概念。力学量的单位和量纲。惯性系。伽利略相对性原理，伽利略变换。相对运动非惯性系中的力学定律，惯性力。
|
| (2) |
功、能与动量功，变力的功。功率，动能，动能定理。保守力与非保守力。势能（重力势能、弹性势能、引力势能）势能曲线和从势函数求力。功能原理。力学中的能量守恒定律。普遍的能量转换和守恒定律。动量、冲量、动量定理。动量守恒定律。碰撞。
|
| (3) |
刚体的运动刚体的平动、转动和定轴转动。力矩，转动定律，转动惯量。力矩的功和转动动能。角动量和角动量守恒定律。质心。质心运动定律。进动。经典力学的适用范围。
|
（二）学习与考核要求：
|
(1)
|
掌握位移、位矢、加速度、速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度加速度。能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和发向加速度。并了解与平动有关的相对运动问题。对自然坐标有了解。 |
| (2) |
掌握牛顿三定律极其适用条件。能用微分方法求解一维变力作用下的简单质点的运动学问题。 |
| (3) |
掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功。理解保守力作功的特点及势能的概念，会计算重力、弹性力和万有引力势能。理解势能曲线，能从势函数求得重力。 |
(4)
|
掌握质点的动能定理和动量定理，通过质点在平面内运动情况理解角动量（动量矩）和角动量守恒定律、动量守恒定律，并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题。掌握机械守恒定律，动量守恒定律。掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法、能分析简单系统在平面内运动的力学问题。 |
| (5) |
了解转动惯量概念。理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。会计算力矩的功、转动的动能，掌握刚体定轴转动中动能定理和功能原理。 |
| (6) |
理解质心和质心运动定律。了解刚体平行运动的一般概念。了解旋进。 |
|
(7) |
理解伽利略相对性原理，理解伽利略坐标、速度变换。 |
（三）教学安排：
（上）
第二单元：电磁学
（一）学习内容：
|
(1)
|
静电场电荷。电荷量子化。电荷守恒定律。库仑定律。静电场。电场强度。电场强度迭加原理。电场强度的计算。电力线，电通量。真空中的高斯定理。电场力的功。电场强度的环流。电势能，电势，电势差及其计算。等势面。电场强度与电势梯度的关系。导体的静电平衡。导体上的电荷分布。静电屏蔽。电介质的极化。电极化强度。电位移矢量。
D、Ｅ、Ｐ三矢量之间的关系。电介质中的高斯定理。电容器的电容。简单电容器的电容的计算。电容器充放电过程。电场能量，电场能量密度。
|
| (2) |
电流与电场电流形成的条件。导体内恒稳电场的建立。电源电动势。电流密度。欧姆定律的微分形式。焦耳一楞次定律的微分形式。一段含源电路的欧姆定律。
|
| (3) |
电流与磁场基本磁现象。磁场。磁感应强度。磁力线，磁通量。磁场中的高斯定理。毕奥一沙伐一拉普拉斯定律。安培环路定律。运动电荷的磁场。磁场对载流导线的作用力—安培定律。电流强度单位“安培”的定义。磁场对载流线圈的作用力矩。载流线圈的磁矩。磁力的功，洛仑兹力。带电粒子在电磁场中的运动。霍耳效应。物质的磁化。磁介质。磁化强度。磁场强度矢量。Ｂ、Ｈ、Ｍ三矢量之间的关系。铁磁质，磁滞现象，磁畴。电磁感应的基本定律。电磁感应现象和能量转换与守恒定律的关系。动生电动势。用电子理论解释动生电动势。磁场中转动线圈的电动势。感生电动势，涡旋电场。涡电流自感与互感。在自感电路中电流的增长与衰减。磁场能量，磁场能量密度。
|
(4)
|
电磁场理论的基本概念位移电流。麦克斯韦电磁场理论的基本概念。麦克斯韦方程组的积分形式。麦克斯韦方程组的微分形式。电磁量的单位制、量纲及单位换算。
|
（二）学习与考核要点：
|
(1)
|
掌握静电场的电场强度和电势的概念以及电场强度的叠加原理和电势叠加原理。掌握电势与电场强度的积分关系。能计算一些简单问题中的电场强度和电势。 |
| (2) |
理解静电场的规律：高斯定理和环路定理，理解用高斯定理计算电场强度的条件和方法。 |
| (3) |
掌握磁感应强度的概念。理解毕奥－萨伐尔定律。能计算一些简单问题中的磁感应强度。 |
(4)
|
理解稳恒磁场的规律：磁场高斯定理和安培环路定理。理解用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。 |
| (5) |
了解安培定律和洛仑兹力公式。了解电偶极矩和磁矩的概念。能计算电偶极子在均匀电场中，简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长载流直导线产生的非均匀磁场中所受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电磁场（包括纯电场、纯磁场）中的受力和运动。 |
| (6) |
解导体的静电平衡条件。了解介质的极化、磁化现象及其微观解释。了解铁磁质的特性。了解各向同性介质中D和E、H和B之间的关系和区别。理解介质中的高斯定理和安培环路定理。会计算电介质作均匀规则分布时场强和电势计算。 |
|
(7) |
理解电流密度和电动势概念。△了解欧姆定律和焦耳惯性定律的积分形式，△掌握闭合电路和一段不含原电路的欧姆定律。△了解基尔霍夫定律和电路中的暂态过程，理解霍尔效应。 |
| (8) |
掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动势。 |
| (9) |
理解电容、自感系数和互感系数等概念，并能作简单计算。 |
| (10) |
理解电能密度、磁能密度的概念。了解电磁波的能量。 |
| (11) |
了解涡旋电场、位移电流的概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。了解电磁场的物质性。 |
（三）教学安排：
（下）
第三单元：气体动理论及热力学
（一）学习内容：第六章、第七章。
|
(1)
|
气体分子运动论分子运动论的基本概念。气体的状态参量。平恒态。理想气体状态方程。理想气体的压力和温度的统计解释。波耳兹曼恒量。能量按自由度均分原则。理想气体内能。气体分子速率分布，麦克斯韦分布律。玻耳兹曼分布律。重力场中粒子按高度分布。平均碰撞次数和平均自由程。气体的迁移现象。真实气体。范德瓦尔斯方程。
|
| (2) |
热力学基础系统的内能、功和热量。热力学第一定律及其对理想气体等值过程的应用。气体的摩尔热容。绝热过程，多方过程。循环过程，卡诺循环。热机的效率。热力学第二定律的两种叙述。可逆过程和不可逆过程。卡诺定理。热力学第二定律的统计意义。
|
（二）学习与考核要点：
|
(1)
|
了解气体分子热运动的图象。理解理想气体的压强公式和温度公式，通过推倒气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现。 |
| (2) |
了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。△了解范德瓦尔斯方程。 |
| (3) |
了解麦克斯韦速率分布函数和分布曲线的物理意义。了解气体分子热运动的算术平均速率、方均根速率。了解玻耳兹曼能量分布律。 |
(4)
|
通过理想气体的刚性分子模型，理解气体分子平均能量按自由度均分定理，并会应用该定理计算理想气体的定压热容、定容热容和内能。 |
| (5) |
掌握功和热量的概念。理解准静态过程。掌握热力学第一定律。能分析、计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。 |
| (6) |
了解可逆过程和不可逆过程。了解热力学第二定律及其统计意义。了解熵的玻尔兹曼表达式。能计算简单情况下的熵和熵变 |
（三）教学安排：
（上）
第四单元：振动和波动
（一）学习内容：
|
(1)
|
机械振动谐振动。谐振动动力学和运动学方程。频率、圆频率、周期、振幅和周相。谐振动的参考圆及旋转矢量表示法。谐振动的能量。阻尼振动、受迫振动、共振。同方向同频率谐振动的合成，同方向不同频率谐振动的合成，相互垂直方向谐振动的合成。
|
| (2) |
机械波弹性媒质中波的产生和传播。纵波和横波。波速、波频与波长的关系。平面简谐波方程。波的能量，能流，能流密度。平面波和球面波。惠更斯原理。波的反射与折射，波的衍射现象。波的迭加原理。相干波及干涉。驻波。声波，次声波和超声波。声强级。多普勒效应。
|
| (3) |
电磁振荡和电磁波振荡电路。电磁振荡。电磁波的产生和传播。振荡偶极子。电磁波的基本性质。电磁波谱。
|
（二）学习与考核要点：
|
(1)
|
掌握描述简谐振动和简谐波的各物理量（特别是相位）及各量间的关系。 |
| (2) |
掌握旋转矢量法。 |
| (3) |
掌握简谐振动的基本特征，能建立一维简谐振动的微分方程，能根据给定的初始条件和对一维谐振动进行动力学分析，写出一维简谐振动的运动方程，并理解其物理意义。了解阻尼振动，受迫振动和共振。 |
(4)
|
理解同方向，同频率两个简谐振动的合成规律。了解拍现象，理解垂直振动合成问题。△了解振动分解问题。 |
| (5) |
理解机械波产生的条件。掌握由已知质点的简谐振动方程得出平面简谐的波函数的方法及波函数的物理意义。理解波形图线。了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。 |
| (6) |
了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的相干条件。能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。 |
| (7) |
理解驻波及其形成条件。了解驻波和行波的区别。 |
| (8) |
了解机械波的饿多普勒效应及其产生原因。在波源或观察者单独相对介质运动，且运动方向沿二者连线情况下，能用多普勒频移公式进行计算。 |
| (9) |
了解电磁波的性质。 |
（三）教学安排：
（上）
第五单元：波动光学
（一）学习内容：第六章。
光的波动性光波。光矢量。光的单色性和相于性。相干光的获得。杨氏双缝干涉。光程。等厚干涉（劈尖、牛顿环）。等倾干涉。迈克尔逊干涉仪。时间相干性和空间相干性。光的衍射现象。惠更斯一菲涅耳原理。单缝衍射。光栅，光栅光谱。小圆孔衍射。光学仪器的分辨率。伦琴射线的衍射，乌利夫一布喇格方程。天然光和偏振光。反射光和折射光的偏振。布儒斯特定律。单轴晶体中的光的双折射。二色性，偏振片。马吕斯定律。人为双折射及其应用。偏振光的干涉。光的吸收、色散和散射。
（二）学习与考核要点：
|
(1)
|
解获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。能分析，确定杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置，了解迈克耳孙干涉仪的工作原理。 |
| (2) |
了解惠更斯—菲涅耳原理，理解分析单缝夫琅费衍射暗纹分布规律的方法。会分析缝宽及波长对衍射条分布的影响。了解圆孔衍射和光学仪器分辨本领。 |
| (3) |
理解光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。 |
(4)
|
理解自然光线偏振光和椭圆偏振光。理解布诺斯特定律及马吕斯定律。了解双折射现象。了解线和圆偏振光的获得方法及检验方法。了解1/4和1/2波片的作用。了解偏振光的干涉现象。 |
（三）教学安排：
（上）
第六单元：近代物理
（一）学习内容：
|
(1)
|
狭义相对论基础经典力学时空观。狭义相对论基本原理。洛仑兹变换。狭义相对论时空观（同时性、运动物体长度缩短，时间膨胀）。相对论力学的基本方程。质量和速度的关系。质量和能量的关系。
|
| (2) |
光的量子性热辐射，平衡热辐射。辐射本领和吸收系数。绝对黑体的辐射分布。普朗克量子假设，普朗克公式。光电效应基本定律。光子假说，爱因斯坦方程。康普顿效应。光的波粒二象性。
|
| (3) |
原子结构及量子力学基本知识原子的核模型。原子光谱的规律性。玻尔氢原子理论。能级。德布罗意假设。电子衍射实验。实物粒子的二象性。物质波及其统计解释。测不准关系 薛定谔波动方程。一维势阱。固体的能带。导体、半导体、绝缘体。半导体的导电机制。
P-N结。激光的特性。产生激光的基本原理。超导的特性， BCS理论，超导的应用。
|
(4)
|
非线性特性，分形和分维，分岔、混沌。
|
（二）学习与考核要点：
1. 狭义相对论力学基础
(1) 了解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。
(2) 了解洛仑兹坐标变换。了解狭义相对论中同时性的相对性，以及长收缩和时间膨胀的概念。了解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及二者差异。
(3) 理解狭义相对论中质量速度的关系。质量和能量的关系。
2. 量子物理基础
(1) 理解氢原子光谱实验规律及玻耳的氢原子理论。
(2) 理解康普顿效应的实验规律，以及爱因斯坦的光子理论对这个效应的理解。理解光的波粒二象性。
(3) 了解德布罗意的物质波假设及电子衍射实验。了解实物粒子的波粒二象性。
(4) 了解描述物质这波动性的物理量（波长，频率）和粒子性的物理量（动量，能量）间的关系。
(5) 了解波函数及其统计解释。了解一维坐标动量不确定关系。理解一维定态的薛定谔方程。会求解一维无限深势阱问题。了解一维方势垒和隧道效应。
3.固体、激光和超导
(1) 了解固体能带的形式，并用能带观点区分导体，半导体和绝缘体。了解本征半导体，n型半导体和p型半导体。
(2) 了解激光的形成，特性及其主要应用。
(3) 了解超导的一般概念，了解超导的BCS理论，了解超导的主要特性及其应用前景。
4．非线性物理
了解非线性的基本特性，了解分形和分维、分岔以及混沌的基本概念。
（三）教学安排：
|