教学大纲的基本格式和内容

（教学大纲封面）

中山大学

本 科 课 程 教 学 大 纲

学院（系） 物理学院

课程名称 大学物理（工） II

二〇一八年

大学物理（工）II 教学大纲

（编写日期：2018 年 7 月）

一、课程基本说明

课程名称：（中文） 大学物理（工）II （英文） College Physics (Engineering) II 课程性质 授课学时 面向专业 必修 课程编码 主讲教师 （职称） I 授课年级 PHY133 学分 开课单位 先修课程 3 54 物理学院 微积分、大学物理（工）I 工科专业 物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。本课程的目的在于向工专业学生介绍电磁学、波动光学和量子理论等领域的基本模型和概念；通过实例和练习，让学生掌握对物理问题的分析和求解的基本技能；训练学生使用物理概念和方法来解决具体问题的能力；为学生学习有关专业课程提供必要的基础知识。 需要牢固掌握：库仑定律；电场强度；电场强度的叠加原理；静电场的高斯定理；电势与电势的叠加原理；静电场的环路定理；课程目的与 教学基本要求 电场强度与电势之间的联系；理想导体的静电平衡；电容；毕奥-萨伐尔定律；磁感应强度的叠加原理；恒定磁场的高斯定理与环路定理；安培定律；洛伦兹力；恒定电流；电流密度和电动势；法拉第电磁感应定律；感生、动生电动势；自感、互感；电场与磁场的能量；位移电流；麦克斯韦方程组的积分形式；光源；光的相干性；光程和光程差；分波面干涉；分振幅干涉；惠更斯-菲涅尔原理；夫琅禾费单缝衍射；光学仪器的分辨率。 一般掌握：电介质的极化及描述；电介质存在时的电场；有磁介质时的磁场；磁介质：顺磁、抗磁和铁磁；涡旋电场；麦克斯韦方程组的微分形式；边界条件；基尔霍夫定律；电流的功和功率；迈克尔逊干涉仪；光栅衍射；光的偏振；马吕斯定律；布儒斯特定律；光的空间相关性和时间相干性；晶体的X射线衍射；康普顿散射；德布罗意物质波假设；波函数的概率解释；薛定谔方程；不确定性关系。 一般了解：超导体的电磁学性质；全息照相；偏振光的干涉；人工双折射；光电效应；波尔原子模型。 （请明确基本要求的三个档次，即牢固掌握、一般掌握和一般了解）

二、课程基本内容 （一）教学进度表

（含学时分配，学时分配要落实到“章”或“节”，并对各章节的重点、难点内容加以必要的说明）

周次（细化其他需备注说明主要教学内容及学时分配 到每周） 的情况 静电学简介；点电荷模型；库仑定律；电场强度；电场线的特性；静电场高斯定理的高斯定理。 重点：库伦定律、电场的叠加原理、高斯定理。 难点：使用高斯定理计算电场强度时高斯面的选取。 静电场的保守性；静电场的环路定理；电势的引入及其叠加原理；电势梯度与电场之间的联系；通过电势计算电场的应用；电荷在外电场中的静电能；电场的能量。 重点：静电场的环路定理；电势的叠加原理；电势与电场之间的双向联系。 理想导体模型；理想导体的静电平衡；处于静电平衡的导体的静电学特性；有导体时电场的分析与计算；静电屏蔽；电介质存在时的电场及电位移矢量D的引入；有电介质时的高斯定理。 重点：理想导体模型；处于静电平衡的理想导体的静电学特性；有电介质时的电场及高斯定理。 难点：由静电平衡导出处于静电平衡的理想导体所具有的静电学特性。 电容器及其电容；电容器的能量；电流密度；欧姆定律；电动势；磁感应强度；磁场的高斯定理；磁感应强度的叠加原理。 重点：电容；电容器的能量；电流密度和电动势；磁场中的高斯定理；磁感应强度的叠加原理。 毕奥-萨伐尔定律；恒定磁场的安培环路定理；应用安培环路定理计算磁感应强度的分布；洛伦兹力；带电粒子在磁场中的运动。 重点：毕奥-萨伐尔定律；应用安培环路定理计算磁感应强度的分布；洛伦兹力。 难点：应用安培环路定理计算磁感应强度时对安培环路的选择。 按前九周每周四个课时，后九周每个周二课时编排；除特殊说明，特指真空中的情况（下同）。 第一周 第二周 第三周 第四周 第五周 第六周 安培定律；载流导线在磁场中的受力及其应用；磁矩；磁介质：顺磁、抗磁及铁磁；有磁介质时的磁场；H的环路定理。 重点：安培定律；有磁介质时的磁场。 难点：磁矩的物理意义 法拉第电磁感应定律；动生电动势；感生电动势；涡旋电场。 重点：法拉第电磁感应定律；动生电动势；感生电动势；涡旋电场。 难点：使用法拉第电磁感应定律对感生电动势方向的判别。 互感；自感；磁场的能量。 重点：互感；自感；磁场的能量。 麦克斯韦之前的电磁学总结及其存在的问题；位移电流；全电流的安培环路定理；引入位移电流之后的麦克斯韦方程组；电磁波。 重点：位移电流；全电流的安培环路定理；麦克斯韦方程组的积分形式。 难点：位移电流。 光源；光的相干性；杨氏双缝干涉；光程及光程差；半波损失。 重点：光源；光的相干性；光程；光程差。 薄膜干涉——等厚条纹；干涉的应用。 重点：薄膜干涉——等厚条纹。 薄膜干涉——等倾干涉；干涉的应用。 重点：薄膜干涉——等倾干涉 第七周 第八周 第九周 第十周 第十一周 第十二周 惠更斯-菲涅尔原理；光的衍射；单缝的夫琅禾费衍射；菲涅尔半波带法。 第十三周 重点：惠更斯-菲涅尔原理；单缝的夫琅禾费衍射；菲涅尔半波带法。 第十四周 巴比涅原理；光栅衍射；光栅光谱。 重点：光栅衍射。 光栅的分辨本领；光学仪器的分辨率及其对人眼、第十五周 望远镜等仪器分辨率的分析应用。 重点：光栅的分辨本领，光学仪器的分辨率。 光的偏振；马吕斯定律；布儒斯特角；布儒斯特第十六周 定律。 重点：光的偏振；马吕斯定律；布儒斯特定律。 光的波粒二象性；德布罗意物质波假设；不确定性关系；薛定谔方程；波函数的概率解释。 第十七周 重点：德布罗意物质波假设；不确定性关系；薛定谔方程；波函数的概率解释。 第十八周 第十九周 第二十周 一维无限深势阱模型；一维谐振子模型。 重点：一维谐振子模型

（二）教学环节安排

（对各种教学环节的安排如：实验、实习、习题课、作业等以及本课程与其他相关课程的联系、分工等作必要说明）

本课程主要由主讲老师课堂讲授，辅加习题和作业讲解。

（三）教学方法

（包括课堂讲授、提问研讨，课后习题和答疑等情况）

主要为课堂讲授，辅助适当的课堂演示实验（或演示视频）。

（四） 课程教材

主讲教材

（1） 《大学物理：电磁学》（A版）张三慧 编著，清华大学出版社，第三版，2008. （2） 《大学物理：光学、量子物理》（A版），张三慧 编著，清华大学出版社，第三版，

2008.

（五）主要参考书目

（要求推荐若干参考书，并注明书名、作者、出版社、版本、出版日期等）

1. 《新概念物理教程：电磁学》，赵凯华, 陈熙谋，高等教育出版社，2003. 2. 《新概念物理学教程：光学》 赵凯华，高等教育出版社，2004.

3. 《物理学基础》 D. Halliday et. al.,(著)，张三慧 等(译)，机械工业出版社，2013.

（六）成绩评定方式

其中考核方式： 闭卷 期末考核方式：闭卷统一考试

总评成绩计算方式：平时：期中：期末 = 20%：20%：60%

注：教学大纲一律使用A4纸，正文为小四号宋体。

精心整理，仅供参考编辑文案使用，请按实际需求再行修改编辑 2020年2月