2024年度《大學(xué)物理》教學(xué)全套課件

《大學(xué)物理》教學(xué)全套課件12024/3/23CATALOGUE目錄課程介紹與教學(xué)目標(biāo)力學(xué)基礎(chǔ)熱學(xué)基礎(chǔ)電磁學(xué)基礎(chǔ)光學(xué)基礎(chǔ)近代物理基礎(chǔ)課程總結(jié)與展望22024/3/2301課程介紹與教學(xué)目標(biāo)32024/3/23課程性質(zhì)《大學(xué)物理》是理工科學(xué)生必修的一門公共基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握物理學(xué)的基本概念、原理和方法。課程內(nèi)容本課程涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理等多個(gè)領(lǐng)域，通過系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，使學(xué)生掌握物理學(xué)的基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。課程地位《大學(xué)物理》為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，對(duì)于提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力具有重要意義?！洞髮W(xué)物理》課程簡(jiǎn)介42024/3/23知識(shí)目標(biāo)要求學(xué)生掌握物理學(xué)的基本概念、原理和方法，理解物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。能力目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題的能力，以及實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理的能力。素質(zhì)目標(biāo)提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。教學(xué)目標(biāo)與要求52024/3/23《大學(xué)物理學(xué)》（上、下冊(cè)），張三主編，高等教育出版社。《普通物理學(xué)教程》（上、下冊(cè)），李四主編，人民教育出版社；《物理學(xué)基礎(chǔ)教程》（上、下冊(cè)），王五主編，科學(xué)出版社。教材及參考書目參考書目教材62024/3/2302力學(xué)基礎(chǔ)72024/3/23定義、特點(diǎn)、適用條件質(zhì)點(diǎn)的基本概念定義、物理意義、計(jì)算方法位置矢量與位移定義、物理意義、計(jì)算方法及關(guān)系速度與加速度建立方法、求解及應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)方程質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)82024/3/23牛頓第一定律牛頓第二定律牛頓第三定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律內(nèi)容、意義及應(yīng)用內(nèi)容、表達(dá)式、意義及應(yīng)用內(nèi)容、表達(dá)式、意義及應(yīng)用求解力學(xué)問題的方法與步驟92024/3/23動(dòng)量與沖量定義、性質(zhì)及關(guān)系動(dòng)量定理內(nèi)容、表達(dá)式、意義及應(yīng)用角動(dòng)量與力矩定義、性質(zhì)及關(guān)系角動(dòng)量定理內(nèi)容、表達(dá)式、意義及應(yīng)用動(dòng)量定理與角動(dòng)量定理102024/3/23功的定義及計(jì)算恒力做功、變力做功的計(jì)算方法機(jī)械能守恒定律內(nèi)容、表達(dá)式、意義及應(yīng)用勢(shì)能的概念及計(jì)算重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能等的計(jì)算方法動(dòng)能定理內(nèi)容、表達(dá)式、意義及應(yīng)用功和能112024/3/2303熱學(xué)基礎(chǔ)122024/3/23123溫度是物體熱度的量度，通常使用溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。溫度的SI單位是開爾文（K）。溫度的定義和測(cè)量熱量是物體之間由于溫度差異而進(jìn)行的能量轉(zhuǎn)移。熱量總是從高溫物體流向低溫物體。熱量的定義和性質(zhì)如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)之間也將達(dá)到熱平衡。熱力學(xué)第零定律溫度與熱量132024/3/23熱力學(xué)第一定律熱量可以從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體，也可以與機(jī)械能或其他能量互相轉(zhuǎn)換，但是在轉(zhuǎn)換過程中，能量的總值保持不變。內(nèi)能、功和熱量的關(guān)系內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。功是力在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。熱量是物體之間由于溫度差異而進(jìn)行的能量轉(zhuǎn)移。熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用應(yīng)用于熱機(jī)、制冷機(jī)、熱力學(xué)循環(huán)等熱力學(xué)系統(tǒng)的分析和計(jì)算。熱力學(xué)第一定律的表述142024/3/23熱力學(xué)第二定律的表述不可能從單一熱源取熱使其完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響。熵的概念熵是表示系統(tǒng)無序程度的物理量。在可逆過程中，熵保持不變；在不可逆過程中，熵總是增加。熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用應(yīng)用于熱力學(xué)過程的方向性判斷、熱機(jī)效率的計(jì)算、制冷系數(shù)的確定等。熱力學(xué)第二定律030201152024/3/23理想氣體狀態(tài)方程是描述理想氣體狀態(tài)參量之間關(guān)系的方程，即pV=nRT，其中p是壓強(qiáng)，V是體積，n是物質(zhì)的量，R是氣體常數(shù)，T是熱力學(xué)溫度。理想氣體狀態(tài)方程氣體分子的速率分布遵循麥克斯韋速率分布律，即速率在v和v+dv之間的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例與速率v的平方成正比，與速率v的指數(shù)函數(shù)成反比。氣體分子的速率分布?xì)怏w分子之間的碰撞遵循彈性碰撞原理，即碰撞前后動(dòng)量守恒和能量守恒。碰撞頻率與氣體壓強(qiáng)、溫度和分子直徑有關(guān)。氣體分子的碰撞氣體動(dòng)理論162024/3/2304電磁學(xué)基礎(chǔ)172024/3/2303電場(chǎng)中的導(dǎo)體與電介質(zhì)分析導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中的性質(zhì)，如靜電感應(yīng)、靜電屏蔽等，并討論電介質(zhì)的極化現(xiàn)象。01庫侖定律與電場(chǎng)強(qiáng)度詳細(xì)闡述點(diǎn)電荷間的相互作用力，以及電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和計(jì)算。02電勢(shì)與電勢(shì)差介紹電勢(shì)的概念，電勢(shì)差的計(jì)算，以及等勢(shì)面的性質(zhì)和應(yīng)用。靜電場(chǎng)182024/3/23闡述電流的形成和電流密度的概念，以及電流的連續(xù)性方程。電流與電流密度磁場(chǎng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場(chǎng)對(duì)電流的作用介紹磁場(chǎng)的產(chǎn)生和磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，以及畢奧-薩伐爾定律的應(yīng)用。分析洛倫茲力和安培力的產(chǎn)生機(jī)理，以及它們?cè)陔姶艑W(xué)中的應(yīng)用。030201穩(wěn)恒電流與磁場(chǎng)192024/3/23麥克斯韋電磁場(chǎng)理論介紹麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本思想，包括位移電流、全電流定律和電磁波的產(chǎn)生與傳播。電磁波的性質(zhì)與應(yīng)用分析電磁波的基本性質(zhì)，如波動(dòng)方程、傳播速度等，并討論電磁波在通信、遙感等領(lǐng)域的應(yīng)用。法拉第電磁感應(yīng)定律闡述法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和應(yīng)用，包括動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生機(jī)理。電磁感應(yīng)與電磁波202024/3/23闡述金屬、半導(dǎo)體和絕緣體的導(dǎo)電機(jī)制及特點(diǎn)。物質(zhì)的導(dǎo)電性介紹電介質(zhì)的極化現(xiàn)象，以及介電常數(shù)和介電損耗的概念。物質(zhì)的介電性分析物質(zhì)的抗磁性、順磁性和鐵磁性的產(chǎn)生機(jī)理及特點(diǎn)，并討論磁性材料的應(yīng)用。物質(zhì)的磁性物質(zhì)的電磁性質(zhì)212024/3/2305光學(xué)基礎(chǔ)222024/3/23光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，形成影和像。光的直線傳播光的反射光的折射透鏡成像光在兩種介質(zhì)的分界面上改變傳播方向又返回原來介質(zhì)中的現(xiàn)象。光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象。透鏡對(duì)光線的作用，以及透鏡成像的規(guī)律和應(yīng)用。幾何光學(xué)基礎(chǔ)232024/3/23光的干涉兩列或幾列光波在空間某些區(qū)域相遇時(shí)相互加強(qiáng)，在某些區(qū)域相互減弱的現(xiàn)象。光的衍射光在傳播過程中遇到障礙物或小孔時(shí)，偏離直線傳播的現(xiàn)象。光的偏振光波只包含單一振動(dòng)方向的現(xiàn)象，以及偏振光的產(chǎn)生和應(yīng)用。波動(dòng)光學(xué)基礎(chǔ)242024/3/23光具有粒子性，即光是由一份份不連續(xù)的光子組成的。光的量子性光子與電子相互作用，使電子從原子或分子中逸出的現(xiàn)象。光電效應(yīng)光子與自由電子碰撞，使光子的頻率和方向發(fā)生改變的現(xiàn)象?？灯疹D效應(yīng)量子光學(xué)簡(jiǎn)介252024/3/23利用光學(xué)原理制成的放大微小物體的儀器，廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。顯微鏡觀測(cè)遠(yuǎn)處物體的光學(xué)儀器，用于天文學(xué)、地理學(xué)等領(lǐng)域。望遠(yuǎn)鏡利用光學(xué)原理制成的記錄影像的儀器，廣泛應(yīng)用于攝影、藝術(shù)等領(lǐng)域。照相機(jī)利用光波在光纖中傳輸信息的通信方式，具有傳輸容量大、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。光纖通信光學(xué)儀器與應(yīng)用262024/3/2306近代物理基礎(chǔ)272024/3/23闡述了時(shí)間膨脹、長度收縮、質(zhì)能關(guān)系等基本概念，以及愛因斯坦的著名公式E=mc^2。狹義相對(duì)論廣義相對(duì)論相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證介紹了引力場(chǎng)、時(shí)空彎曲、黑洞等概念，以及愛因斯坦場(chǎng)方程等重要理論。包括邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)、光速不變?cè)淼膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證等。相對(duì)論簡(jiǎn)介282024/3/23量子力學(xué)的基本原理包括波函數(shù)、薛定諤方程、算符、測(cè)量等基本概念和原理。量子力學(xué)的重要應(yīng)用如原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、固體物理、量子信息等領(lǐng)域的應(yīng)用。量子力學(xué)的歷史背景介紹了黑體輻射、光電效應(yīng)等經(jīng)典物理無法解釋的現(xiàn)象，以及玻爾模型等早期量子理論。量子力學(xué)簡(jiǎn)介292024/3/23原子核的放射性衰變介紹了α衰變、β衰變、γ衰變等放射性衰變過程及其規(guī)律。原子核反應(yīng)和核能利用包括核裂變、核聚變等核反應(yīng)過程，以及核能在軍事、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用。原子核的基本性質(zhì)包括原子核的組成、大小、形狀、質(zhì)量等基本性質(zhì)。原子核物理簡(jiǎn)介302024/3/23基本粒子與相互作用01介紹了夸克、輕子等基本粒子，以及電磁相互作用、弱相互作用、強(qiáng)相互作用等基本相互作用。標(biāo)準(zhǔn)模型與粒子物理理論02闡述了標(biāo)準(zhǔn)模型的基本框架和理論預(yù)言，以及粒子物理理論的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。高能物理實(shí)驗(yàn)與探測(cè)技術(shù)03包括大型對(duì)撞機(jī)、粒子探測(cè)器等實(shí)驗(yàn)裝置和技術(shù)手段的介紹，以及在高能物理實(shí)驗(yàn)中取得的重要成果。粒子物理簡(jiǎn)介312024/3/2307課程總結(jié)與展望322024/3/23近代物理介紹相對(duì)論、量子力學(xué)等近代物理理論，以及其在原子物理、固體物理等領(lǐng)域的應(yīng)用。光學(xué)涵蓋幾何光學(xué)、波動(dòng)光學(xué)、量子光學(xué)等內(nèi)容，涉及光的反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象。電磁學(xué)重點(diǎn)講解電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁波等基本理論和應(yīng)用。經(jīng)典力學(xué)包括牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量、角動(dòng)量、萬有引力等基本概念和原理。熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理涉及溫度、熱量、內(nèi)能、熵等熱力學(xué)概念，以及微觀粒子統(tǒng)計(jì)規(guī)律。課程重點(diǎn)內(nèi)容回顧332024/3/23掌握基本概念和原理理解物理概念和原理的內(nèi)涵和外延，建立扎實(shí)的物理基礎(chǔ)。多做練習(xí)題通過大量的練習(xí)，加深對(duì)物理概念和原理的理解，提高解題能力。閱讀相關(guān)文獻(xiàn)閱讀教材、參考書和相關(guān)文獻(xiàn)，拓寬知識(shí)面，加深對(duì)物理學(xué)的認(rèn)識(shí)。理論與實(shí)踐相結(jié)合將所學(xué)的物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活和實(shí)驗(yàn)中，提高分析問題和解決問題的能力。學(xué)習(xí)方法與建議342024/3/23高能物理探索宇宙的基本