物理學引論A類課程教學大綱

1、物理學引論（ A 類）（ 1）課程教學大綱Course Outline課程基本信息（ Course Information ）課程代碼* 學時* 學分PH114（Credit965（ Course Code）（ Credits）Hours）* 課程名稱（中文）物理學引論（A 類）（1）（ Course Title）（英文） Introduction to Physics* 課程性質必修（ Course Type）授課對象致遠學院17 級計算機班學生（ Target Audience ）* 授課語言(Language of中文Instruction)* 開課院系（ School）先修課程（ Pr

2、erequisite ）授課教師（ Instructor ）* 課程簡介（Description）馬紅孺課程網址(Course Webpage)（中文 300-500 字，含課程性質、主要教學內容、課程教學目標等）物理學引論課程將全面介紹物理學（牛頓力學及牛頓之后的物理學）的基本內容，包括牛頓力學，電磁學，狹義相對論，量子物理和統(tǒng)計物理的基本原理，這些基本原理的應用，以及包括剛體力學，振動與波動，幾何光學，導體，電介質與磁介質，超導體，半導體，量子通訊與量子計算簡介，原子的結構，玻耳茲曼分布及應用，玻色-愛因斯坦分布和費米-狄拉克分布，熱力學理論簡介等專題的介紹。通過課程學習，能夠對于物理學有

3、一個全面，較為準確地理解；逐步樹立科學的思維方法；對于各種自然現象和現代技術的相關問題具有科學認識和一定的數量級概念；初步建立批判性思維以及質疑和探索的能力。* 課程簡介（英文與中文內容對應）（Description）課程教學大綱（course syllabus）123* 學習目標 (Learning4Outcomes)教學內容學時教學方式作業(yè)及要求基本要求考查方式牛頓力學的基本原理：質點，參照系和坐標系，位移和速度，加速度，牛頓運動定律，伽利22略相對性原理，萬有引力定律，質點組與質心，動量和沖量，動能和功，角動量和力矩。* 教學內容、進度安剛體與流體：排及要求剛體的概念，轉動慣量，剛(Cl

4、ass Schedule體的定軸轉動和平面平&Requirements)行運動，剛體進動簡介；流10體的壓強，穩(wěn)恒流動，伯努利方程，牛頓粘性，斯托克斯公式，泊肅葉流，雷諾數及湍流簡介。狹義相對論：基本假定及其物理內涵，14狹義相對論的時空觀，洛侖茲變換，四維表示和時空圖，能量動量守恒，質能關系。靜電場和靜磁場：庫侖定律，靜電場的高斯定理和安培環(huán)路定理，電勢，靜電場的能量，電流，導體的電場和電容，電流和電阻，導體和半導體的導電機理，歐姆定律，運動電荷的場及電場的變換關系，靜磁場和畢奧 -薩伐爾定律，矢量勢，靜磁場的高斯定理和環(huán)路定理，霍爾效應。物質內部的電場和磁場：導體和半導體的導電機理

5、，電介質的極化模型，極化電荷和自由電荷，極化及電位移矢量；磁偶極子，原子中的電流，電子自旋和磁矩，磁化和磁場強度；超導體簡介。366電磁感應和麥克斯韋方程組：動生電動勢和感生電動勢，法拉第電8磁感應定律，楞次定律，自感和互感，磁場的能量，位移電流，麥克斯韋方程組。振動與波動I：簡諧振動模型：彈簧振子，諧振電路，振動的復數表示，簡諧振動的特征量：振幅、相位、頻率和周期，簡諧振動的能量，振動的合成與分解，利薩如圖形，阻尼振動與受迫振動，品質因數，共18振，RLC電路，復阻抗和簡諧交流電路的一般方法，交流電路的功率和能量；簡諧波，波長和波速，簡諧波的能量，電磁波與聲波，惠更斯原理，波的衍射，反射和折

6、射，波的疊加，駐波，波包，相速度和群速度；多普勒效應和相位不變性，聲波和電磁波的多普勒效應。聲輻射和電磁波的輻射，波的干涉：楊氏雙縫干涉，光的等厚干涉與等傾干涉，牛頓環(huán)，邁克耳遜干涉儀，法布里-珀羅干涉儀，馬赫 -曾德爾干涉儀，夫瑯禾費衍射和菲涅爾衍射，晶體的 X-射線衍射，光的偏振。幾何光學：短波近似與光線，費馬原理，折射定律與反射定律，近軸成像，薄透鏡，光在變折射介質中的傳播。量子物理基本原理和應用：黑體輻射與量子的引入，光電效應，康普頓效應，戴維孫 -革末實驗，波粒二象性；量子力學的狀態(tài)與波函數，波函數的物理意義，420薛定諤方程，一維定態(tài)問題（勢阱，勢壘，諧振子），隧道效應，不確定關系

7、及其含義，氫原子的定態(tài)解，角動量算符和本征函數，多電子原子的近似概念，平均場近似，自旋軌道耦合，原子的能級結構和元素周期表；態(tài)與希爾伯特空間，狄拉克符號，自旋的量子力學表示，糾纏態(tài)，EPR效應， Bell 不等式，量子位，量子密碼分發(fā)和量子計算簡介。統(tǒng)計物理：宏觀體系：平衡與溫度、漲落、趨向平衡，多粒子系統(tǒng)的統(tǒng)計系綜，宏觀狀態(tài)與微觀狀18態(tài)，等概率假設，理想氣體的平均能量和平均壓強，無相互作用自旋系統(tǒng)的平均磁矩和磁化率，絕對溫度，功，內能和熱，熱容量，熵，熱力學第一定律和第二定律，玻耳茲曼分布和麥克斯韋分布，均分定理，固體的熱容量，粒子全同性，費米-狄拉克分布和玻色 -愛因斯坦分布，電子的低溫熱容量，玻色 -愛因斯坦凝聚；輸運過程的微觀圖像：粘性，熱導率，擴散，電導率； 熱力學理論簡介。* 考核方式（成績構成）(Grading)* 教材