大学物理基础（二）课程教学大纲和实施意见
责任教师
林朝金
“大学物理”课共开设两学期。上学期学习了《大学物理概论》的第一章至第六章的内容。本学期学习的内容包括两部分：
一、学习《大学物理概论（下册）》第七章至第十三章，面授主讲课72学时。
二、《大学物理实验》，在上学期完成3个实验的基础上，至少再完成3个必做实验，共9学时。
本文就“大学物理基础（二）”的教学基本要求和教学内容予以说明。
一、课程的地位和任务
物理学是研究物质最基本、最普遍的运动形式及其相互转化规律的科学。
物理学的研究对象具有极大的普遍性，它的基本理论渗透在自然科学的一切领域中，应用于生产技术的各个部门，它是自然科学的许多领域和工程技术的基础。因此，“大学物理”是广播电视大学工科各专业的一门重要的基础课。
“大学物理”课程包括实验课。实验课是高等工程专科物理学课程中的重要实践环节，是培养学生科学实验基本技能的必修的基础课，是学生进入广播电视大学以后，受到系统的实验方法和实验技能训练的一门实验课。它为学生以后学习专业实验和进行工程实验打下必要的基础。
课程的教学目的和任务是：
1． 使学生对物理学的基本内容有比较全面、比较系统的认识。即学生通过学习物理学的基本概念、基本规律和实验课教学，了解自然界比较完整的物理图象，对物理学所研究的各种运动形式以及它们之间的联系有比较全面、比较系统的认识，对物理学的近代发展和成就以及物理学在工程技术中的应用有初步的了解。
2．使学生对科学实验在物理学研究和发展中的作用有正确的认识，使学生在抽象思维能力方面受到初步训练，使学生的计算能力和实验操作能力得到提高，培养学生逻辑思维能力以及分析问题与解决问题的能力，并在对待科学实验一丝不苟的态度和实事求是的作风方面受到初步训练。
3． 运用各种教学媒体，介绍物理学的近代发展、成就极其在工程技术中的应用，使学生对物理学的发展史有所了解，提高学生学习物理学的兴趣。
4． 培养学生正确的思想方法和研究问题的方法，帮助学生建立辩证唯物主义世界观，培养学生的爱国主义思想。
5． 为学生进一步学习专业知识、掌握工程技术以及今后知识更新打下必要的物理学基础。
二、学时分配表
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教学内容 |
学时 |
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第三篇 电磁学 |
40 |
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第七章
静电场 |
12 |
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第八章
稳恒电流和电路 |
8 |
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第九章
稳恒磁场 |
10 |
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第十章
电磁感应 电磁场 |
10 |
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第四篇
波动光学 |
16 |
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第十一章 光的波动性 |
16 |
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第五篇
近代物理基础 |
16 |
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第十二章 狭义相对论基础 |
8 |
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第十三章 光与实物粒子的波粒二象性 |
8 |
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合计 |
72 |
三、大学物理基础（二）课程理论部分的教学内容及基本要求
第七章 静电场
【教学的基本要求】
1．了解点电荷的概念和库仑定律。
2．理解电场强度的概念。会用点电荷的场强公式和场强叠加原理计算点电荷组的场强。了解电场线的性质。
3．理解高斯定理和环路定理的物理意义，会用高斯定理求解具有对称分布的带电体所激发电场的场强分布。
4．理解静电场力做功的特点，理解电势能、电势、电势差、等势面等概念。掌握电势、电势差的计算方法。
5．理解导体的静电平衡条件以及处于静电平衡的导体的性质。了解电介质的极化现象。
6．理解电容的概念，掌握电容器电容的计算方法，理解电容器串联、并联的特点。
7．掌握电容器的储能公式并会计算。了解静电场的能量。
【教学的基本内容】
§ 7.1 电荷 库仑定律（电荷、库仑定律、静电力叠加原理）
§ 7.2 电场 电场强度（电场、电场强度、场强叠加原理、电场线）
§ 7.3 静电场的高斯定理（电通量、静电场的高斯定理及其应用）
§ 7.4 静电场力的功 电势（静电场力做功的特点、静电场的环路定理、电势能、电势、电势差、等势面）
§ 7.5 静电场中的导体和电介质（导体的静电平衡条件、处于静电平衡的导体的性质、处于静电平衡的导体空腔的性质、静电屏蔽、电介质的极化）
§ 7.6 电容 电容器（孤立导体的电容、电容器的电容、电容器的连接：串联与并联）
§ 7.7 静电场的能量（电容器储能、电场的能量）
思考题：7.1；7.2；7.3；7.4；7.5；7.6；7.7；7.8；7.9；7.10；7.11；7.12；7.13；7.14；7.15。
习题：7.1；7.2；7.3；7.5；7.6；7.7；7.8；7.9；7.10；7.11；7.12；7.13；7.14；7.15；7.16。
第八章 稳恒电流和电路
【教学的基本要求】
1．理解电流形成的条件和电流强度的物理意义。
2．理解电阻和电阻率概念，理解和掌握一段导体电路的欧姆定律。
3．能正确计算电功、电功率和焦耳热。理解公式
，
，
的适用条件。
4．理解电源电动势的物理意义及其定义式。理解和掌握闭合电路的欧姆定律并能用之进行电路计算。了解电源的充电与放电。
5．理解串联电路和并联电路的特点和实际应用，会计算简单电路的有关问题。
6．了解基尔霍夫定律及其应用。
【教学的基本内容】
§
8.1 电流（电流及其形成的条件、电流强度、电流密度矢量）
§ 8.2 一段导体电路的欧姆定律（电路、电阻、欧姆定律）
§ 8.3 电功 电功率 焦耳定律（电流的功、电功率、焦耳定律）
§ 8.4 电源及其电动势 （电源、电动势、闭合电路的欧姆定律、电源的端电压）
§ 8.5 串联电路与并联电路（串联电路、并联电路）
§ 8.6 基尔霍夫定律（支路、节点和回路、基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第二定律、基尔霍夫定律的应用）
思考题 8.1；8.2；8.3；8.4；8.5；8.6；8.7；8.8；8.9；8.10；8.11。
习题：8.1；8.2；8.3；8.4；8.5；8.6；8.7；8.8；8.9；8.10；8.11；8.12。8.13；8.14；8.15；8.16。
第九章 稳恒磁场
【教学的基本要求】
1．了解磁现象的电本质。
2．理解磁场和磁感应强度的概念。
3．理解毕奥─萨伐尔定律，能用定律计算几种典型载流导体的磁场分布。
4．理解磁感应通量概念；理解磁场的高斯定理和安培环路定理。
5．理解洛仑兹力公式，掌握带电粒子垂直射入匀强磁场时作圆周运动的特点。
6．理解安培定律的内容，会计算磁场对载流直导线的作用力以及对载流平面线圈的作用力矩。
7．了解物质磁性的分类，了解铁磁材料的特点及用途。
【教学的基本内容】
§ 9.1
磁场 磁感应强度（基本磁现象、电流的磁效应、磁现象的电本质、磁感应强度、磁感应线）
§ 9.2 毕奥—萨伐尔定律（毕奥─萨伐尔定律、毕─萨定律应用举例）
§ 9.3 磁场的高斯定理和安培环路定理（磁感应通量、磁场的高斯定理、磁场的安培环路定理）
§ 9.4 磁场对运动电荷及载流导体的作用（洛仑兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动、磁场对载流导体的作用）
§ 9.5 磁 介 质（三类磁介质、磁导率、磁场强度
、铁磁质）
思考题：9.1；9.2；9.3；9.4；9.5；9.6；9.7；9.8；9.9；9.10；9.11；9.12；9.13；9.14；9.15。
习题： 9.1；9.2；9.3；9.4；9.5；9.6；9.7；9.8；9.9；9.10；9.11；9.12；9.13；9.14；9.15。
第十章 电磁感应 电磁场
【教学的基本要求】
1．理解楞次定律，会运用楞次定律判断感应电流和感应电动势的方向。
2．理解法拉第电磁感应定律，能熟练应用其计算感应电动势。
3．理解产生动生电动势的本质是洛仑兹力，掌握运用动生电动势公式
和法拉第电磁感应定律计算动生电动势的方法。
4．理解感生电动势形成的原因以及感生电场与静电场的区别，能运用法拉第电磁感应定律求解感生电动势。
5．了解自感现象和互感现象，了解涡电流的应用。
6．了解磁场的能量和磁能密度的概念。
7．了解电磁场和电磁波的概念。
8．理解平面电磁波的基本性质。了解电磁波谱。
【教学的基本内容】
§ 10.1 电磁感应的基本规律（电磁感应现象、楞次定律、法拉第电磁感应定律）。
§ 10.2 动生电动势与感生电动势（动生电动势、感生电动势、涡旋电场）。
§ 10.3 电磁感应的应用（自感、互感、涡电流）。
§ 10.4 磁场的能量（磁场的能量、磁场能量密度）。
§ 10.5 电磁场和电磁波（电磁场、麦克斯韦方程组、电磁波）
思考题：10.1；10.2；10.3；10.4；10.5；10.6；10.7；10.8；10.9；10.10；10.11；10.12；10.13；10.14；10.15；10.16；10.17。
习题：10.1；10.2；10.3；10.4；10.5；10.6；10.7；10.8；10.9；10.10。
第四篇 波动光学
第十一章 光的波动性
【教学的基本要求】
1．了解光振动和光强的概念。理解折射率的概念。
2．理解光程和光程差的概念。掌握相位差与光程差之间的关系。
3．掌握双缝干涉实验中明纹中心和暗纹中心的条件公式。掌握干涉条纹的间距公式。
4．理解薄膜干涉的基本原理，掌握计算增透膜最小厚度的方法。理解形成等厚干涉条纹的原理，掌握光线正入射时计算劈尖干涉条纹和牛顿环的简单问题的方法。
5．了解惠更斯—菲涅耳原理。
6．理解单缝夫琅禾费衍射现象，理解暗纹中心位置公式及光强分布曲线的意义。
7．了解艾里斑的概念。了解提高光学仪器分辨率的途径。
8．掌握应用光栅公式进行计算的基本方法。
9．了解光的偏振现象，理解自然光、线偏振光和部分偏振光的概念。
10．了解用偏振片获得和判断线偏振光的基本方法。理解马吕斯定律。
11．了解布儒斯特定律。了解双折射现象。
【教学的基本内容】
§11.1 光波（光波和光的相干性、光程与光程差、半波损失与附加光程差）。
§11.2 光的干涉（杨氏干涉实验、薄膜干涉：等厚度薄膜干涉、劈尖干涉、牛顿环、迈克耳孙干涉仪）。
§11.3 光的衍射（光的衍射现象、惠更斯—菲涅耳原理、单缝夫琅禾费衍射、圆孔衍射与光学仪器的分辨率、光栅衍射）。
§11.4 光的偏振（自然光与偏振光、起偏器与检偏器、马吕斯定律、反射光与折射光的偏振、双折射现象）。
思考题：11.1；11.2；11.3；11.4；11.5；11.6；11.7；11.8；11.9；11.10；11.11；11.12；11.14；11.15；11.16；11.17；11.18；11.19；11.20；11.21；11.22；11.23；11.24；11.25；11.26。
习题：11.1；11.2；11.3；11.4；11.5；11.6；11.8；11.9；11.10；11.11；11.12；11.14；11.15；11.16；11.17；11.18；11.19；11.20。
第五编 近代物理基础
第十二章 狭义相对论基础
【教学的基本要求】
1．了解伽利略时空坐标变换式和速度变换式。了解经典力学的相对性原理。
2．了解经典力学的绝对时空观。
3．了解迈克耳孙─莫雷实验的重要意义。
4．理解爱因斯坦狭义相对性原理和光速不变原理。
5．了解洛仑兹变换。
6．理解狭义相对论的时空观。
7．了解相对论动力学的主要结论。
【教学的基本内容】
§
12.1 伽利略坐标变换和经典力学的绝对时空观（伽利略坐标变换、经典力学的相对性原理、经典力学的绝对时空观）
§
12.2 狭义相对论的实验基础
§
12.3 狭义相对论的基本原理 洛仑兹变换（狭义相对论的基本原理、洛仑兹变换）
§
12.4 狭义相对论的时空观（同时的相对性、长度收缩效应、时间延缓效应）
§
12.5 狭义相对论的动力学基础（物体质量与运动速度的关系、狭义相对论力学的基本方程、质量与能量的关系、物质运动的极限速度）
思考题：12.1；12.2；12.3；12.4；12.5；12.6；12.7；12.8；12.9。
习题： 12.1；12.2；12.3；12.4；12.5；12.6。
第十三章 光与实物粒子的波粒二象性
【教学的基本要求】
1．理解光电效应的实验规律。
2．理解爱因斯坦的光子理论及爱因斯坦光电效应方程。
3．理解光的波粒二象性。
4．理解德布罗意物质波假说。
5．了解电子衍射实验的意义和德布罗意物质波的统计解释。
6．了解海森伯不确定关系。
【教学的基本内容】
§13.1 光的波粒二象性（光电效应及其实验规律、光的波动理论不能圆满解释光电效应、爱因斯坦光子理论、爱因斯坦光电效应方程、爱因斯坦方程对光电效应实验规律的解释、光的波粒二象性）。
13.2 实物粒子的波粒二象性（德布罗意物质波假说、电子衍射实验、海森伯不确定关系）。
思考题：13.1；13.2；13.3；13.4；13.5；13.6；13.7；13.8；13.9；13.10；13.11；13.12；13.13；13.14；13.15；13.16。
习题：13.1；13.2；13.3；13.4；13.5；13.6；13.7；13.8；13.9；13.10；13.11；13.12；13.13。
三、《大学物理实验部分》
1． 物理实验的基础知识
（1） 了解物理实验课的作用和任务。理解并遵守物理实验课的基本程序（实验课前的预习→实验操作→写出完整的实验报告）和实验室规则。
（2） 理解两种测量方法。理解测量误差的概念。理解绝对误差和相对误差、系统误差和随机误差的概念。掌握测量结果的正确表示方法。理解有效数字的概念。掌握列表、制图、曲线改直等实验处理方法。
（3） 了解物理实验中的基本实验方法和测量方法。例如：比较法；放大法；补偿法；干涉法以及用实验直接检验或间接检验理论的方法和用实验寻求有关物理量的关系的方法等。
（4） 理解实验条件的概念。例如：某些物理现象或规律的存在条件；实验所依据的理论公式所要求的理论条件；实验所采用的实验方法所要求的限制条件；测量仪器所要求的工作条件以及实验的环境条件等。
2．常用仪器、仪表
了解常用仪器、仪表的基本原理和性能，初步掌握仪器的调整和操作中的基本
技术以及正确的读数方法。例如水平和铅直调整；零位校准和零位调节；消除视差；电学实验的故障分析与排除以及逐次逼近的调节方法等。
在实验操作中应做到：
（1）能安全、合理、有效的调整、配置和使用仪器装置。
（2）读数正确。
（3）采集数据的密度合理，记录真实准确。
3．实验小组与实验报告
（1）每个小组的学生人数不应超过二人，争取实现每组一人。
（2）每个学生应独立采集实验数据，按时独立完成实验报告。
4．实验题目
必做实验
在上学期完成以下三个实验的基础上，
实验一 长度和固体密度测量；
实验二刚体的转动惯量实验；
实验三单摆实验。
这学期应至少完成下列三个必做实验：
实验五 用惠斯登电桥测电阻；
实验七 用牛顿环测曲率半径；
实验八（设计性实验） 伏安法测电阻。
本学期我们还安排了“电表的扩程与校准”和“实验六学生式电位差计”两个选做实验，供有条件的同学选做。
同学们在做每个具体实验时，还应经常翻阅实验的基本理论，以便不断加深对基本知识的理解。设计性实验是为了培养综合处理问题的能力而设置的，实验前应提出自己的实施方案和操作程序，课堂上同实验指导教师讨论后加以实施。
四、
几点说明
1．大学物理既是一门重要的基础课，又是一门难度较大的课程。因此，在理论课教学中，各教学班应认真组织学生上好面授主讲课。本学期的面授主讲课为72学时。对于基础较差的学生，各教学班还应安排一定学时的辅导课。面授课教师一定要要求学生认真完成教学大纲所规定完成的作业。
2．对于今后将从事科学技术工作的理工科大学生来说，物理实验的知识和技能是必不可少的。“大学物理”实验课每学期都安排了与理论课内容相关的三个必做实验。凡是未完成规定的实验或未完成教学大纲所规定的作业的学生，不能参加期末的“大学物理”课程考试。
3．“大学物理”理论课使用的教材是由林朝金主编、成都电子科技大学出版社出版的《大学物理概论》上册和下册。 “大学物理实验”课使用的教材是由林朝金编著、四川广播电视大学出版社出版的《大学物理实验》。