《物理學(xué)史》課程教學(xué)大綱

第頁(yè)《物理學(xué)史》課程教學(xué)大綱課程名稱(chēng)：物理學(xué)史

課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)選修課適用專(zhuān)業(yè)：物理學(xué)

考核方式：考查

總學(xué)時(shí)、學(xué)分：

32學(xué)時(shí)

2

學(xué)分

其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：

0

學(xué)時(shí)一、

課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)物理學(xué)是一門(mén)研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最基本、最普遍規(guī)律的學(xué)科，是科學(xué)的世界觀(guān)和方法論的基礎(chǔ)。物理學(xué)史是研究物理學(xué)辨證發(fā)展規(guī)律及其科學(xué)方法論的一門(mén)學(xué)科，是物理學(xué)和自然科學(xué)、人文科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、思維科學(xué)交叉滲透的綜合學(xué)科，集中體現(xiàn)了人類(lèi)探索和逐步認(rèn)識(shí)物理世界的現(xiàn)象、特性、規(guī)律和本質(zhì)的歷程，概括和探求物理學(xué)發(fā)展的歷史和基本規(guī)律。作為人類(lèi)對(duì)物理世界客觀(guān)規(guī)律認(rèn)識(shí)的結(jié)果，物理學(xué)有一個(gè)不斷積累和發(fā)展的過(guò)程。《物理學(xué)史》課程教學(xué)目標(biāo)為：課程教學(xué)目標(biāo)1：熟悉物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中每一個(gè)基本概念、基本定律和基本理論都有一個(gè)萌芽、形成和發(fā)展演變的曲折歷程。課程教學(xué)目標(biāo)2：通過(guò)了解人類(lèi)對(duì)物理學(xué)認(rèn)識(shí)的歷史過(guò)程和曲折經(jīng)歷培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)道路上不屈不撓的精神和勇于科學(xué)創(chuàng)新的品質(zhì)。課程教學(xué)目標(biāo)3：熟悉并且加深對(duì)物理概念和理論的深刻理解。課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)的矩陣關(guān)系教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求123456789教學(xué)目標(biāo)1

H

HM

教學(xué)目標(biāo)2

LMH

LM

L教學(xué)目標(biāo)3

M

M

注：以關(guān)聯(lián)度標(biāo)識(shí)，課程與某個(gè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度可根據(jù)該課程對(duì)相應(yīng)畢業(yè)要求的支撐強(qiáng)度來(lái)定性估計(jì)，H表示關(guān)聯(lián)度高；M表示關(guān)聯(lián)度中；L表示關(guān)聯(lián)度低。二、

課程教學(xué)要求本課程為高等師范本科物理專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)選修課要求學(xué)生：(1)了解物理學(xué)發(fā)展的歷程，了解物理學(xué)的進(jìn)展，了解許多重大發(fā)現(xiàn)中物理學(xué)家的探索歷程等，從而在潛移默化中使學(xué)生樹(shù)立辨證唯物主義和歷史唯物主義的觀(guān)點(diǎn);(2)掌握科學(xué)的認(rèn)識(shí)論和方法論；同時(shí)開(kāi)闊學(xué)生的知識(shí)視野，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。三、

先修課程力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)、理論力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、量子力學(xué)四、

課程教學(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn)：物理學(xué)知識(shí)的積累的規(guī)律以及特點(diǎn)、從地心說(shuō)到太陽(yáng)中心說(shuō)的演變、慣性原理、萬(wàn)有引力定律的建立、光的波動(dòng)說(shuō)和微粒說(shuō)的論爭(zhēng)、光速的測(cè)定、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、經(jīng)典力學(xué)基本概念和基本原理的固有局限性、經(jīng)典物理學(xué)的兩朵烏云、光的波粒二象性、現(xiàn)代物理學(xué)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用；難點(diǎn)：物質(zhì)本原思想的理解、古希臘物質(zhì)本原思想的理解、三大守恒定律的確立的過(guò)程、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論、楞次定律、相對(duì)論和量子論、大爆炸模型、宇宙的演化。五、

課程教學(xué)方法與教學(xué)手段本課程主要采用講授式教學(xué)方式。一些內(nèi)容結(jié)合多媒體教學(xué)：將圖片、影片、文字等資料和講解相結(jié)合。六、

課程教學(xué)內(nèi)容緒論

(1學(xué)時(shí))1．教學(xué)內(nèi)容(1)物理學(xué)史的分期；(2)物理學(xué)的研究方法；(3)物理學(xué)基本觀(guān)念的變更；(4)學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的；(5)學(xué)習(xí)方法。2．重、難點(diǎn)提示重點(diǎn)：物理學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；難點(diǎn)：物理思維的主要品質(zhì)。第一章

中國(guó)古代物理學(xué)成就（2學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容(1)物質(zhì)本原思想；

(2)物理學(xué)知識(shí)的積累：力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、聲學(xué)；(3)后記：中國(guó)近代史上的兩次機(jī)會(huì)、西方傳教士的來(lái)華和自然科學(xué)的傳入、中國(guó)古代物理學(xué)的特點(diǎn)不足。2．重、難點(diǎn)提示重點(diǎn)：物理學(xué)知識(shí)的積累的規(guī)律以及特點(diǎn)；難點(diǎn)：物質(zhì)本原思想的理解。第二章西方古代物理學(xué)成就（2學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容(1)古希臘物質(zhì)本原思想：元素論、數(shù)的和諧思想、原子論；(2)古希臘時(shí)期對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)；米利都學(xué)派、畢達(dá)哥拉斯學(xué)派、柏拉圖學(xué)派、地心說(shuō)、太陽(yáng)中心說(shuō)；(3)古希臘的物理學(xué)知識(shí)：力學(xué)知識(shí)、光學(xué)知識(shí)；(4)中世紀(jì)的物理學(xué)知識(shí)：阿拉伯人的物理成就、歐洲人的研究工作。2．重、難點(diǎn)提示重點(diǎn)：從地心說(shuō)到太陽(yáng)中心說(shuō)的演變；難點(diǎn)：古希臘物質(zhì)本原思想的理解。第三章力學(xué)發(fā)展（3學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容(1)資本主義的興起和文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)：資本主義萌芽帶來(lái)的社會(huì)條件(15世紀(jì)后半期開(kāi)始)、哥白尼與"天體運(yùn)行論"、第谷與開(kāi)普勒、舍生取義的布魯諾；

(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)的奠基人--伽利略；(3)關(guān)于碰撞的研究；(4)牛頓的偉大綜合和理論飛躍、牛頓后力學(xué)的發(fā)展。2．重、難點(diǎn)提示重點(diǎn)：慣性原理；萬(wàn)有引力定律的建立；難點(diǎn)：碰撞的研究中得出了動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律；三大守恒定律的確立的過(guò)程。第四章熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的發(fā)展（4學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容(1)熱學(xué)現(xiàn)象的初期研究：蒸汽機(jī)的發(fā)明、計(jì)溫學(xué)的發(fā)展、量熱學(xué)的建立、熱本質(zhì)的認(rèn)識(shí)；

(2)熱力學(xué)第一定律的建立；(3)熱力學(xué)第二定律的建立：卡諾的熱機(jī)理論、熱力學(xué)第二定律的物理表述、熵；(4)分子動(dòng)力論的發(fā)展；(5)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的建立：麥克斯韋的工作、玻耳茲曼的工作、吉布斯的系綜理論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的建立、量子統(tǒng)計(jì)的建立；(6)物態(tài)：物質(zhì)有多少態(tài)、氣體及氣體的液化、.晶體及晶體點(diǎn)陣、液體性質(zhì)及微觀(guān)解釋。2．重、難點(diǎn)提示重點(diǎn)：熱力學(xué)第一定律的表述；熱力學(xué)第二定律的表述；分子運(yùn)動(dòng)論；統(tǒng)計(jì)物理學(xué)；難點(diǎn)："潛熱"的發(fā)現(xiàn)過(guò)程；"熱容量"及"比熱"概念的理解；熱質(zhì)說(shuō)；克勞修斯的理想氣體分子模型；量子統(tǒng)計(jì)。第五章光學(xué)的發(fā)展（4學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容(1)早期光學(xué)、折射定律的建立、光學(xué)儀器的研制、牛頓的色散研究；

(2)光的波動(dòng)說(shuō)和微粒說(shuō)的論爭(zhēng)；(3)光的波粒二相性；(4)光速的測(cè)定：早期的實(shí)驗(yàn)、天文學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)室測(cè)定、超光速問(wèn)題、"以太漂移"的測(cè)定；(5)光譜的研究、光譜的早期研究、光譜分析的誕生、巴爾末發(fā)現(xiàn)氫光譜規(guī)律、里德伯的普遍公式。2．重、難點(diǎn)提示重點(diǎn)：光的波動(dòng)說(shuō)和微粒說(shuō)的論爭(zhēng)；光速的測(cè)定；難點(diǎn)：望遠(yuǎn)鏡的物理原理；色散問(wèn)題；光的波粒二相性；“以太”。第六章電磁學(xué)的發(fā)展（4學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容(1)對(duì)電磁現(xiàn)象的早期認(rèn)識(shí)；

(2)富蘭克林對(duì)雷電現(xiàn)象的研究；(3)從定性到定量--庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)；(4)由靜電到動(dòng)電--電流的發(fā)現(xiàn)；(5)電流的磁效應(yīng)與安培定律；(6)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)與研究；(7)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的建立以及電磁波的發(fā)現(xiàn)。2．重、難點(diǎn)提示重點(diǎn)：庫(kù)侖定律；電磁感應(yīng)現(xiàn)象；難點(diǎn)：麥克斯韋電磁場(chǎng)理論；楞次定律。第七章世紀(jì)之交的物理學(xué)（2學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容(1)經(jīng)典物理學(xué)的局限：經(jīng)典力學(xué)基本概念和基本原理的固有局限性、經(jīng)典物理學(xué)與經(jīng)典力學(xué)之間的矛盾、馬赫對(duì)經(jīng)典力學(xué)的批判；

(2)19世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)：電子的發(fā)現(xiàn)、X射線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)、天然放射性的發(fā)現(xiàn)；(3)經(jīng)典物理學(xué)的兩朵烏云：邁克耳遜－莫雷實(shí)驗(yàn)與"以太"說(shuō)破滅；黑體輻射與"紫外災(zāi)難"；(4)現(xiàn)代物理學(xué)革命的序幕：相對(duì)論革命的爆發(fā)、量子論革命的爆發(fā)。2．重、難點(diǎn)提示重點(diǎn)：經(jīng)典力學(xué)基本概念和基本原理的固有局限性；經(jīng)典物理學(xué)的兩朵烏云；難點(diǎn)：相對(duì)論和量子論。第八章相對(duì)論的發(fā)展（4學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容(1)相對(duì)論先驅(qū)者的思想：洛侖茲的收縮假說(shuō)、彭加勒的觀(guān)點(diǎn)；

(2)愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論；(3)廣義相對(duì)論的建立；(4)愛(ài)因斯坦的研究特色和意義。2．重、難點(diǎn)提示重點(diǎn)：愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論的探索過(guò)程以及重要意義；難點(diǎn)：時(shí)空"柔性"度規(guī)概念；質(zhì)能關(guān)系及質(zhì)量與能量守恒的統(tǒng)一；引力場(chǎng)方程。第九章量子理論的建立與發(fā)展（4學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容(1)紫外災(zāi)難和普朗克的量子假說(shuō)；

(2)愛(ài)因斯坦的光量子理論；(3)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)；(4)玻爾的氫原子理論；(5)泡利不相容原理和電子自旋的提出；(6)量子理論的發(fā)展。2．重、難點(diǎn)提示重點(diǎn)：玻爾的氫原子理論；愛(ài)因斯坦的光量子理論；難點(diǎn)：紫外災(zāi)難和普朗克的量子假說(shuō)；泡利不相容原理和的提出；電子自旋。第十章物理學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和展望（2學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容(1)激光的發(fā)展：愛(ài)因斯坦提出的受激輻射的原理、研制過(guò)程、激光的優(yōu)點(diǎn)、激光的應(yīng)用；

(2)凝聚態(tài)物理的進(jìn)展：概述、從電子管到晶體管、集成電路、超導(dǎo)物理和超導(dǎo)材料；(3)現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)的成長(zhǎng)：信息技術(shù)、通信技術(shù)(信息傳遞)、信息處理--計(jì)算機(jī)技術(shù)；(4)大爆炸模型；宇宙的演化；(5)生物物理進(jìn)展；非線(xiàn)形物理學(xué)；(6)現(xiàn)代物理學(xué)中一些疑難問(wèn)題。2．重、難點(diǎn)提示重點(diǎn)：愛(ài)因斯坦提出的受激輻射的原理；難點(diǎn)：大爆炸模型；宇宙的演化。七、學(xué)時(shí)分配章目教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)理論教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)

緒論10一中國(guó)古代物理學(xué)成就20二西方古代物理學(xué)成就20三力學(xué)發(fā)展30四熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的發(fā)展40五光學(xué)的發(fā)展40六電磁學(xué)的發(fā)展40七世紀(jì)之交的物理學(xué)20八相對(duì)論的發(fā)展40九量子理論的建立與發(fā)展40十物理學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和展望20總計(jì)

320八、課程考核方式1.考核方式筆試；開(kāi)卷2.成績(jī)構(gòu)成期末考試成績(jī)+平時(shí)成績(jī)九、選用教材和參考書(shū)目［1］《物理學(xué)史》郭奕玲，沈慧君編，清華大學(xué)出版社,2005年；［2］《簡(jiǎn)明物理學(xué)史》（第二版）沙振舜，鐘偉編，南京大學(xué)出版