《基础物理学2》课程教学大纲.doc

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1、基础物理学2课程教学大纲课程代码：课程英文名称：Foundamental Physicas 2课程总学时：64 讲课：64 实验：0 上机：0适用专业：光信息科学与技术大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是光信息科学与技术和信息显示与光电技术专业的一门必修专业基础课。通过本课程的学习，应使学生对基础物理学的基本概念、基本理论、基本方法能够有比较全面、系统的认识和正确的理解，培养学生现代的科学自然观、宇宙观和辩证唯物主义的世界观，培养学生的探索、创新精神和科学思维能力，为进一步学习专业课程打上坚实的基础。（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知

2、识：掌握物质基本运动形式及其相互作用和转化的基本规律，了解物质基本结构；对物理学的基本概念、基本理论、基本方法能够有比较全面、系统的认识和正确的理解。2.基本能力：培养学生现代的科学自然观、宇宙观和辩证唯物主义的世界观；培养学生的探索、创新精神和科学思维能力。3.基本技能: 能够独立地阅读相当于基础物理学水平的教材、参考书和文献资料，并能理解其主要内容和写出条理较清晰的笔记、小结或读书心得；了解各种理想物理模型，并能够根据物理概念、问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化；会运用物理学的理论、观点和方法，分析、研究、计算或估算一般难度的物理问题，并能根据单位、

3、数量级和与已知典型结果的比较，判断结果的合理性。 （三）实施说明1教学方法：课堂中重点讲授基本概念、基本方法和解题思路；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实验和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性。 2教学手段：本课程属于专业基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段和板书相结合的方法，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 3. 说明：教学大纲是根据物理学（第五版） 东南大学等七所工科院校编制订的，实际执行时根据教材不同章节有所改变，课时分配表仅供参考。（四）对先修课的要

4、求在学生已具备一定的微积分和有关矢量运算的基础知识后开设本课，本课程主要的先修课程是高等数学。（五）对习题课的要求、实践环节的要求习题课是教学中的一个重要的实践环节，它是理论教学内容的深入和提高。通过解题过程的训练能够使学生发现学习中的薄弱环节，发挥教与学，导与练，学与用的桥梁作用；使学生运用所学知识解决实际问题的能力得到进一步提高。习题的选取要精，要注意服从应用型人才的培养，每部分内容都要安排一次习题课。（六）课程考核方式1考核方式：考试 2考核目标：在考核学生所掌握的基础物理学的基本知识、基本原理的基础上，重点考核学生的分析问题能力、解决问题能力和计算能力。 3成绩构成：本课程的总成绩主要

5、由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况、课堂测验等）占10%，期中考试成绩占20%，期末考试成绩占70%。平时成绩由任课教师根据学生的平时具体表现按百分制给出；期中成绩依照期中考试卷按百分制给出，期末成绩依照期末考试卷按百分制给出。（七）主要参考书目:物理学（上、下册）（第五版），东南大学等七所工科院校编，高等教育出版社，2006普通物理学（上、中、下册）第六版， 程守洙、江之永编，高等教育出版社，2006大学物理学第三版，张三慧编，清华大学出版社，2009二、中文摘要基础物理学2由电磁学、光学和量子物理三部分组成。通过本课程的学习，使学生系统地掌握物理学的基本原理和基本知识，培养学生

6、分析问题，解决问题的能力，帮助学生建立辨证唯物主义世界观。基础物理学为后继课的学习和专业训练提供了必要的准备，是高等学校理工科各专业学生的一门重要的必修基础课程三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1静电场881.11.2电荷的量子化 电荷守恒定律库仑定律 11.3电场强度21.4电场强度通量 高斯定理21.5静电场的环路定理 电势能 11.6电势22静电场中的导体与电介质882.1静电场中的导体22.22.3静电场中的电介质电位移 有电介质时的高斯定理22.4电容 电容器 22.5静电场的能量 能量密度23稳恒磁场10103.13.23.3恒定电流 电源 电动势磁场 磁感强度 23.

7、43.5毕奥-萨伐尔定律磁通量 磁场的高斯定理 23.63.7安培环路定理带电粒子在电场和磁场中的运动23.8载流导线在磁场中所受的力23.9磁场中的磁介质24电磁感应 电磁场10104.1电磁感应定律 24.2动生电动势和感生电动势24.3自感和互感24.44.5磁场的能量 磁场能量密度位移电流 电磁场基本方程的积分形式 24.64.7电磁振荡平面电磁波25光学16165.15.2相干光 杨氏双缝干涉 劳埃德镜25.3光程 薄膜干涉25.45.5劈尖 牛顿环 迈克耳逊干涉仪25.65.7光的衍射单缝衍射25.85.9圆孔衍射 光学仪器分辨本领衍射光栅25.10光的偏振性 马吕斯定律25.11

8、反射光和折射光的偏振25.12双折射26量子物理12126.1黑体辐射 普朗克能量子假说26.2光电效应 光的波粒二象性26.3康普顿效应26.4氢原子的玻尔理论26.56.6德布罗意波 实物粒子的二象性不确定关系26.7量子力学简介 2合计6464四、教学内容及基本要求第1部分 静电场总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0第1.1部分 电荷的量子化 电荷守恒定律（讲课0.5学时）具体内容:1)理解电荷的量子化。2)掌握电荷守恒定律。第1.2部分 库仑定律（讲课0.5学时）具体内容:掌握库仑定律。第1.3部分 电场强度（讲课2学时）具体内容:1)掌握点电荷的电场强度。2)掌握场

9、强叠加原理。3)理解电偶极子的电场强度。第1.4部分 电场强度通量 高斯定理（讲课2学时）具体内容:1) 理解电场强度通量。2) 掌握高斯定理求电场强度的方法。第1.5部分 静电场的环路定理 电势能（讲课1学时）具体内容:1) 理解静电场力作功的特点。2) 掌握静电场的环路定理。3) 理解电势能的意义。第1.6部分 电势（讲课2学时）具体内容:1) 理解电势含义。2) 掌握电势叠加原理。重 点: 高斯定理和静电场的环路定理，电场强度和电势的概念及计算。难 点: 高斯定理、电场强度和电势的概念及计算。习 题:电场强度、高斯定理、电势的计算等。第2部分 静电场中的导体与电介质 总学时(单位：学时)

10、:8 讲课:8 实验:0 上机:0第2.1部分 静电场中的导体（讲课2学时）具体内容:1)掌握静电平衡条件。2)理解等势面。3)掌握静电平衡时导体上电荷分布。4)了解静电屏蔽。第2.2部分 静电场中的电介质（讲课1学时）具体内容:1)理解电介质的极化。2)理解电极化强度。3)掌握电介质中的电场强度。第2.3部分 电位移 有电介质时的高斯定理（讲课1学时）具体内容:1)理解电场强度通量。2)掌握电场强度通量与电场强度的关系。第2.4部分 电容 电容器（讲课2学时）具体内容:1)掌握电容器的电容。2)理解电容器的并联和串联。第2.5部分 静电场的能量 能量密度（讲课2学时）具体内容:1)理解电容器

11、的电能。2)掌握静电场的能量 能量密度。 重 点: 有电介质时的高斯定理，电容和电场能量的计算。难 点: 应用有电介质的高斯定理计算简单情形下电介质内、外的电位移矢量及电场强度。习 题:静电场中的导体、有电介质时的高斯定理、电容器、静电场的能量的计算等。第3部分 稳恒磁场总学时(单位：学时):10 讲课:10 实验:0 上机:0第3.1部分 恒定电流（讲课0.5学时）具体内容:1) 了解传导电流、运流电流、恒定电流。2) 掌握电流密度。第3.2部分 电源 电动势（讲课0.5学时）具体内容:了解电源 电动势概念。第3.3部分 磁场 磁感强度（讲课1学时）具体内容:理解磁感强度第3.4部分 毕奥-

12、萨伐尔定律（讲课1学时）具体内容:掌握毕奥-萨伐尔定律及其应用。第3.5部分 磁通量 磁场的高斯定理（讲课1学时）具体内容:掌握磁通量 磁场的高斯定理。第3.6部分 安培环路定理（讲课1学时）具体内容:掌握磁场的安培环路定理及其应用。第3.7部分 带电粒子在电场和磁场中的运动（讲课1学时）具体内容:1)理解洛伦兹力。2)了解带电粒子在电场和磁场中的运动。第3.8部分 载流导线在磁场中所受的力（讲课2学时）具体内容:1)掌握载流导线在磁场中所受的力。2)掌握磁场作用于载流线圈的磁力矩。第3.9部分 磁场中的磁介质（讲课2学时）具体内容:1)了解磁介质、磁化强度。2)理解磁介质中的安培环路定理、磁

13、场强度。重 点:磁感强度的概念及计算，毕奥-萨伐尔定律，安培环路定理，安培定律及其应用。难 点: 毕奥萨伐尔定律，安培环路定理的应用。习 题:毕奥-萨伐尔定律、安培环路定理、载流导线在磁场中所受的力、磁介质的安培环路定理及其应用的计算等。第4部分 电磁感应 电磁场 总学时(单位：学时):10 讲课:10 实验:0 上机:0第4.1部分 电磁感应定律（讲课2学时）具体内容:1)了解电磁感应现象。2) 掌握电磁感应定律和楞次定律。第4.2部分 动生电动势和感生电动势（讲课2学时）具体内容:掌握动生电动势和感生电动势。第4.3部分 自感和互感（讲课2学时）具体内容:1)理解自感电动势、自感。2)理解

14、互感电动势、互感。第4.4部分 磁场的能量 磁场能量密度（讲课1学时）具体内容:理解磁场的能量和磁场能量密度。第4.5部分 位移电流 电磁场基本方程的积分形式（讲课1学时）具体内容:1)理解全电流安培环路定理。2)掌握麦克斯韦电磁场方程的积分形式。第4.6部分 电磁振荡（讲课1学时）具体内容:理解电磁振荡。第4.7部分 平面电磁波（讲课1学时）具体内容:理解平面电磁波。 重 点:法拉第电磁感应定律、动生电动势的计算；自感和互感、磁场能量的计算。难 点: 电动势、磁场能量的计算。习 题:电磁感应定律、动生电动势、自感和互感、磁场的能量的计算等。第5部分 光学总学时(单位：学时):16 讲课:16

15、 实验:0 上机:0第 5.1 部分 相干光（讲课1学时）具体内容: 掌握相干光、光程的物理含义。第 5.2 部分 杨氏双缝干涉（讲课1学时）具体内容: 掌握杨氏双缝干涉。第 5.3 部分 光程 薄膜干涉（讲课2学时）具体内容: 1)掌握等厚干涉的图样特点。2)理解等倾干涉。第 5.4 部分 劈尖 牛顿环（讲课1.5学时）具体内容: 掌握劈尖、 牛顿环的图样特点。第 5.5 部分 迈克耳孙干涉仪（讲课0.5学时）具体内容: 了解迈克耳孙干涉仪的光学原理。第 5.6 部分 光的衍射（讲课1学时）具体内容: 理解惠更斯菲涅尔原理。第 5.7 部分 单缝衍射（讲课1学时）具体内容: 1)理解菲涅尔衍

16、射和夫琅和费衍射。2)掌握用半波带法分析单缝衍射。第 5.8 部分 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领（讲课1学时）具体内容: 1)理解圆孔衍射。2)掌握光学仪器分辨率。第 5.9 部分 衍射光栅（讲课1学时）具体内容: 1) 掌握光栅方程。2) 掌握衍射光栅光强分析图样。3) 理解缺级现象。第 5.10 部分 光的偏振 马吕斯定律（讲课2学时）具体内容: 1) 理解光的偏振。2) 掌握马吕斯定律。第 5.11 部分 反射光和折射光的偏振（讲课2学时）具体内容: 掌握布儒斯特定律。第 5.12 部分 双折射（讲课2学时）具体内容: 1)理解双折射的寻常光和非常光。2)了解尼科耳棱镜。重 点： 1)获

17、得相干光的方法，确定杨氏双缝干涉条纹、劈尖干涉、牛顿环干涉条纹的位置。2)半波带法,中央明纹半角宽度的定义,光栅方程。3)马吕斯定律和布儒斯特定律。难 点：等厚干涉规律，半波带法,光栅方程的应用。习 题：等厚干涉规律，半波带法,光栅方程的相关计算。第6部分 量子物理总学时(单位：学时):12 讲课:12 实验:0 上机:0第6.1部分 黑体辐射 普朗克能量子假说（讲课2学时）具体内容: 1）了解维恩位移定律。2）了解黑体辐射实验规律，经典物理的困难。2）理解普朗克黑体辐射理论。第6.2部分 光电效应 光的波粒二象性（讲课2学时）具体内容:1)了解光电效应。2)理解爱因斯坦方程。3)理解光的波粒

18、二象性。第6.3部分 康普顿效应（讲课2学时）具体内容:了解康普顿效应。第6.4部分 氢原子的玻尔理论（讲课2学时）具体内容:1)了解氢原子光谱的规律性。2)理解卢瑟福原子模型。3)理解氢原子的玻尔理论第6.5部分 德布罗意波 实物粒子的二象性（讲课1学时）具体内容:1)掌握德布罗意假设。2)理解实物粒子的二象性。第6.6部分 不确定关系（讲课1学时）具体内容:理解不确定关系。第6.7部分 量子力学简介（讲课2学时）具体内容:1)理解薛定谔方程。2)理解一维势阱问题。3)理解对应原理、隧道效应等。 重 点:光电效应，玻尔的氢原子理论，波粒二象性及其相关公式，不确定关系。 难 点: 波粒二象性的理解。习 题:光电效应、 氢原子的玻尔理论、德布罗意波、不确定关系的计算等。编写人：关 莹 徐送宁陈 钢 审核人：李洪奎批准人：侯亚君