《大学物理A(二)》
《大学物理A(二)》教学大纲
课程编号: |
06G0144 |
课程名称: |
大学物理A(二) |
学分/学时: |
4/60 |
英文名称: |
University Physics A(2) |
大纲执笔人: |
王怡 |
大纲审核人: |
金恩姬 |
适用专业: |
理工科各专业 |
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先修课程: |
高等数学 |
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大纲更新时间: |
2017年1月 |
一、课程性质与定位
大学物理A(二)主要内容包括:力学、热物理学、电磁学、振动与波动、波动光学、相对论、量子物理等。以物理学基础为内容的大学物理课程,是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分,是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。
大学物理课程在为学生系统地打好必要的物理基础,培养学生树立科学的世界观,增强学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的探索精神和创新意识等方面,具有其他课程不能替代的重要作用。
通过大学物理课程的教学,应使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解,为进一步学习打下坚实的基础。在大学物理课程的各个教学环节中,都应在传授知识的同时,注重学生分析问题和解决问题能力的培养,注重学生探索精神和创新意识的培养,努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。
二、课程教学目标与达成途径
通过大学物理课程的教学,应使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解,为进一步学习打下坚实的基础。在大学物理课程的各个教学环节中,都应在传授知识的同时,注重学生分析问题和解决问题能力的培养,注重学生探索精神和创新意识的培养,努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。
课程教学目标1:掌握大学物理(一)相关知识:通过课堂讲授、研讨课和布置课外作业,学生了解物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律,为学生系统的学习研究打好必要的物理基础,培养学生进行抽象思维和逻辑推理的理性思维能力,综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力以及较强的自主学习能力,逐步培养学生的创新精神和创新能力,为进一步学习打下坚实的物理基础。
课程教学目标2:掌握使用物理类类知识解决工程问题的能力:通过本课程教学,使学生在掌握物理类基本知识和基本理论的同时,充分认识学习的必要性和重要性,形成较强的自主学习的能力和终身学习的意识。
表1 毕业要求指标点实现矩阵
专业毕业要求 指标点 |
课程教学目标 |
达成途径 |
1.1具有解决环境工程问题所需的数学与自然科学知识及其应用能力。 |
课程教学目标1、2 |
课堂讲授:重点突出、思路清晰、注重师生互动交流,及时掌握学生学习情况,关注每一个学生的学习; 课后作业:每一节课后都留有保证巩固学习内容的课后作业,并全批全改,及时反馈。 |
12.1正确认识自我探索和学习的必要性和重要性,能够针对学习任务自觉开展预习、复习和总结,具有自主学习和终身学习的意识。 |
课程教学目标1、2 |
课堂讲授:重点突出、思路清晰、注重师生互动交流,及时掌握学生学习情况,关注每一个学生的学习; 课后作业:每一节课后都留有保证巩固学习内容的课后作业,并全批全改,及时反馈。 |
三、内容提要与要求
序号 |
教学内容 |
教学要求 |
学时 |
对应的教学目标 |
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1 |
1.振动、波和波动光学
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掌握描述谐振动和简谐波的各物理量(特别是相位)的物理意义及各量之间的相互关系。 掌握旋转矢量法并能用以分析振动的合成问题。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写出一维谐振动的运动方程并理解其物理意义。 理解两个同方向、同频率谐振动的合成规律,理解合振动振幅极大和极小值与分振动位相差的关系,为波的干涉打下必要的基础。 理解机械波产生的条件。掌握根据已知点的谐振动方程建立平面简谐波的波动方程的方法。掌握波动方程的物理意义,理解波形图线,了解波的能量传播特征及能流、能流密度等概念。 理解惠更斯原理和波的叠加原理。掌握波的相干条件。能应用相位差和波程差的概念分析和确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。 理解驻波及其形成条件。了解驻波和行波的区别。 了解多普勒效应及其产生的原因。 理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、薄膜等厚干涉条纹的位置,了解迈克耳逊干涉仪的工作原理。 了解惠更斯一菲涅耳原理。掌握分析单缝夫琅和费衍射条纹分布规律的方法。能分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。 理解光栅衍射公式,能确定光栅衍射谱线的位置,能分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响,了解光栅的缺级。 理解自然光和线偏振光。掌握布儒斯特定律及马吕斯定律。了解双折射现象。理解线偏振光的获得方法和检验方法。 |
20 |
1、2 |
2 |
2. 热物理学 |
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。 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以及它们的物理意义。通过推导气体压强公式,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微观本质的思想方法。了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。 了解麦克斯韦速率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、最概然速率、方均根速率的求法和意义。了解玻尔兹曼能量分布律。 掌握功和热量的概念。理解平衡过程,牢固掌握热力学第一定律。能熟练地分析、计算理想气体各等值过程和绝热过程中的功、热量、内能的改变量。 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,计算理想气体的定体摩尔热容和定压摩尔热容及内能。 理解循环过程的意义。能熟练地计算简单循环及卡诺循环的效率。了解热机和致冷机的基本原理。 理解可逆过程和不可逆过程。理解热力学第二定律的两种叙述,了解这两种叙述的等价性。 了解热力学第二定律的统计意义及无序性,了解熵的概念。 |
20 |
1、2 |
3 |
3. 量子物理 |
理解氢原子光谱的实验规律及玻尔的氢原子理论。理解黑体辐射光电效应和康普顿效应的实验规律,理解爱因斯坦的光子理论对这两个效应的解释。理解光的波粒二象性。 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。了解描述物质波动性的物理量(波长、频率)和粒子性的物理量(动量、能量)的关系。 了解波函数及其统计解释、不确定关系的物理意义。了解一维定态薛定谔方程。 了解如何用波动观点说明能量量子化。了解角动量量子化及空间量子化。了解斯特恩一盖拉赫实验及微观粒子的自旋。 了解描述原子中电子运动状态的四个量子数。了解泡利不相容原理和原子的电子壳层结构 了解固体能带的形成,并能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。 了解激光的形成、特性及其主要应用。 近代物理部分可增加一部分自选内容,皆属了解要求。 |
16 |
1、2 |
4 |
4.狭义相对论
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理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。了解洛仑兹坐标变换。了解狭义相对论中同时性的相对性,以及长度收缩和时间膨胀。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的差异。 理解狭义相对论中质量和速度的关系,质量和能量的关系,并能用以分析、计算有关的简单问题。 |
4 |
1、2 |
四、教学方式
以课堂讲授为主配以适当的多媒体教学和演示实验,每章进行系统总结并上一次习题课。教学中能够把握教学的重点和难点,讲练结合,能够理论联系实际,善于提出问题,设计问题,引发学生思考;教师能够灵活运用多种先进的教学方法,将研究性教学引入课堂,有效地调动学生的学习积极性,促进学生的积极思考,激发学生的潜能。
五、建议教材或参考书
建议教材:
1. 马文蔚. 物理学(上、下)(第5版). 北京:高等教育出版社出版,,2006
参考书:
1. 吴锡珑主编.大学物理教程(第2版). 北京:高等教育出版社, 2002
2. 程守珠 江之永著. 普通物理(第5版). 北京:高等教育出版社 ,2002
六、学生成绩评定方法
1.学生在提交所有作业后才能参加考试。
2.课程评分类型:百分制。
3.结课考核方式:闭卷。
4.总成绩组成:平时成绩(包括:参与研讨的积极性、通过随堂测试所反映的注意力集中度和对新知识的敏感度以及理解与应用能力、课后作业所反映的学习态度和思考问题解决问题的深入程度,研讨课等,平时测验及期中考试)占总成绩的30%,期末考试占总成绩的70%。
表2 课程教学目标评价矩阵
成绩组成 |
考核/评价环节 |
分值 |
考核/评价细则 |
对应的教学目标 |
平时成绩 30% |
平时作业 |
30 |
主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度,包括平时作业,平时测验、期中考试,计算全部作业的平均成绩再按30%计入总成绩。 |
1、2 |
期末考试 70% |
期末考试卷面成绩 |
70 |
根据课程教学目标和学时安排,主要考核内容课程的重要知识点,以卷面成绩的70%计入课程总成绩。考试的题型为:基于知识综合分析和运用的多种题型。 |
1、2 |
七、毕业要求达成度评价依据与方法
指标点 |
评价依据 |
评价方法 |
1.1 |
期末考试成绩、平时成绩。 |
期末考试占70%,平时成绩占30%,总分100分
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12.1 |
期末考试成绩、平时成绩。 |
期末考试占70%,平时成绩占30%,总分100分
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