《大学物理》自学指导书.doc

《大学物理》自学指导书 适用专业：染整工程专业 面授学时：30 一、课程性质与任务 物理学是关于自然界基本形态（实物和场）的科学。它研究物质的结构、相互作用及物质的运动。它是整个自然科学和工程技术的基础，因此，《大学物理》是高等工科院校各专业学生的一门十分重要的必修基础课，通过该课程的学习，一方面使学生较全面系统地获得自然界各种运动形式及其规律的认识，另一方面培养学生科学思想和研究方法。 二、课程教学基本内容 1、运动学 绪论、质点、参照系、坐标系、位置矢量、位移、速度、加速度、运动方程、轨道方程、切向加速度、法向加速度、圆周运动的角量描述、角量和线量之间的关系、相对运动。 2、质点动力学 惯性参照系、牛顿三定律及其运用、非惯性系、冲量、力矩、动量定理、动量守恒定律、动量、质点的角动量、质点的角动量定理、质点角自定理、能量转换与守恒定律。 3、刚体的定轴转动 刚体的平动和转动、刚体定轴转动的描述、刚体定轴转动的力矩、转动定律、转动惯量、力矩的功、转动的动能定理、角动量、角动量定理、角动量守恒定律。 4、狭义相对论 经典时空观、狭义相对论的两条基本原理、洛仑兹坐标变换和速度变换、相对论时空观、相对论质量、动量、动能、静止质量和总能量、狭义相对论动力学的基本结论（质速关系、质能关系、能量与动量的关系）。 5、气体分子动理论 平衡态、状态参量、准静态过程、理想气体的状态方程、分子运动论的基本概念、理想气体的压强公式、温度公式及统计解释、麦氏速率分布率及三种速率公式、自由度、能量按自由度的均分定理、理想气体的内能、分子平均碰撞频率、平均自由程。 6、热力学 内能、功、热量、热力学第一定律及其对三种等值过程（等压、等温、等容）的应用、摩尔热容量、绝热过程、循环过程、卡诺循环、致冷循环、可逆过程与不可逆过程、热力学第二定律、熵、熵增加原理。 7、静电场 库仑定律、电场及电场强度、场强叠加原理、场强的计算（包括四个以内点电荷系、电荷线分布）、高斯定理及应用、环路定理、电势、电势叠加原理、电势计算、场强与电势梯度的关系及等势面。 8、静电场中的导体和电介质 导体的静电平衡条件和性质、导体上的电荷分布、电容与电容器、电介质的极化、极化强度矢量及D、E、P之间的关系、介质中的高斯定理、电场能量和能量密度。 9、磁力与磁场的源 电流密度、磁场、磁感应强度、磁通量、磁场中的高斯定理、安培定律、磁力距、毕—萨定律及应用、安培环路定律、位移电流、变化电场产生磁场的规律、霍尔效应、磁场对运动电荷的作用。 10、磁介质 磁介质的分类与磁化、磁化强度、磁场强度、磁介质中的安培环路定律、铁磁质的磁化曲线和磁滞回线。 11、电磁感应 法拉第电磁感应定律、楞次定律、动生电动势、感生电动势、涡旋电场、自感、互感、磁场的能量、磁能密度。 12、电磁场 麦克斯韦方程组、电磁波。 13、机械振动 简谐振动的微分方程及运动方程、单摆、旋转矢量、简谐振动的合成、阻尼振动、受迫振动、共振。 14、机械波 机械波的产生和传播、波长、频率、周期、波速、平面简谐波动方程、波的能量及能流密度、惠更斯原理、波的叠加原理、波的干涉和衍射、驻波、多普勒效应。 15、光的干涉、衍射和偏振 光的相干性、杨氏双缝实验、光程、光程差、薄膜干涉、（劈尖干涉、牛顿环），等倾条纹及迈克尔逊干涉仪。 光的衍射现象、惠更斯—莫涅耳原理、单缝夫琅禾费衍射、光栅衍射、圆孔衍射、光学仪器的分辨本领、X射线衍射。 自然光、偏振光、偏振光的产生与检测、马吕斯定律、布儒斯特定律、双折射现象、偏振棱镜。 *16、量子物理基础 黑体辐射、普朗克量子假说、光电效应及方程、康普顿效应、德布罗意波的统计解释、波粒二象性、测不准关系、薛定谔方程、量子力学对氢原子应用的一些结果（能量量子化、角动量量子化、角动量空间量子化、自旋角动量）、原子的壳层结构、能带、核力、核的结合能、放射性和衰变规律。 三、课程教学的基本要求 第一章 运动学 重点：速度和加速度的定义及计算；质点做圆周运动的角速度、角加速度、切向加速度、法向加速度。 能力培养：严格区分矢量与标量的数学表达及其意义，初步了解矢量元和标量的物理意义，初步学会运用微积分解决运动学问题的思路与方法。 具体要求： 1、掌握位矢、位移、速度、加速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。 2、能借助直角坐标系计算质点在平面内运动是的速度、加速度。 3、能计算质点作圆周运动是角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。 4、理解质点在不同参照系中运动规律。 第二章 质点运动学 重点：用隔离法对物体进行受力分析及运用牛顿三定律解题、机械功和机械能守恒定理、动量守恒定律及其他运用。 能力培养：对牛顿运动方程应用进行规范训练，以变力的功和变力的冲量为例，初步学会用