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大学物理—热学、振动与波、光学、量子物理
第1次开课
开课时间: 2020年10月12日 ~ 2021年08月15日
学时安排: 4-5小时每周
当前开课已结束 已有 2903 人参加
立即自学
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课程详情
课程评价(5)
spContent=物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式,以及物质之间的相互作用和运动形式的相互转化的自然科学。物理学的基本理论业已渗透到了自然科学的各个领域,并广泛地应用于生产技术的各个部门,是自然科学和工程技术的基础,是新技术的源泉。物理学的研究成果极大地推动了并将继续推动人类文明的进步。以物理学基本内容和方法为主要内容的大学物理课程,是面向理、工、医及其它各专业本科学生的一门重要的通识性必修基础课,旨在为各相关专业学生打下必要的物理知识基础,提高学生的科学素养,培养学生的科学思维能力、探索精神和创新意识,帮助学生树立正确的世界观,培养学生初步运用物理知识和方法解决实际问题的能力。
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式,以及物质之间的相互作用和运动形式的相互转化的自然科学。物理学的基本理论业已渗透到了自然科学的各个领域,并广泛地应用于生产技术的各个部门,是自然科学和工程技术的基础,是新技术的源泉。物理学的研究成果极大地推动了并将继续推动人类文明的进步。以物理学基本内容和方法为主要内容的大学物理课程,是面向理、工、医及其它各专业本科学生的一门重要的通识性必修基础课,旨在为各相关专业学生打下必要的物理知识基础,提高学生的科学素养,培养学生的科学思维能力、探索精神和创新意识,帮助学生树立正确的世界观,培养学生初步运用物理知识和方法解决实际问题的能力。
—— 课程团队
课程概述

大学物理(下)课程为大学物理(上)的接续课程,包括热学篇(气体动理论、热力学)、振动与波动篇、光学篇(光的干涉、光的衍射、光的偏振)和量子物理篇(早期量子论、量子力学基础等)。通过本课程的学习,力求使学生在知识、能力、素质等方面得到协调发展。

授课目标

1. 通过本课程的教学,使学生对自然界的基本运动形式及其规律获得比较全面和系统的认识,对物理学的基本概念、基本理论、基本方法能够有正确的认识和理解,并具有初步应用的能力。

2. 培养学生严谨的科学态度和科学的思维方法,帮助学生提高分析问题和解决问题的能力,激发学生的探索热情和创新精神。

3. 提高学生的科学素养,帮助学生树立正确的世界观。


课程大纲
气体动理论
课时目标:1. 理解理想气体状态方程;2. 理解理想气体微观模型和统计假设;3. 掌握理想气体压强、温度公式,压强、温度的统计意义;4. 掌握麦克斯韦速率分布函数、速率分布曲线的意义,三种速率的统计意义及求法;5. 掌握能量均分定理的意义,理想气体内能的计算。
1.1 热力学系统和平衡态
1.2 理想气体状态方程与微观模型
1.3 理想气体的压强和温度
1.4 能均分定理 理想气体的内能
1.5 麦克斯韦速率分布
1.6 偏离平衡态
热力学基础
课时目标:1. 掌握功、内能和热量的概念及相互关系;2. 理解理想气体等值过程功、内能的增量和热量的计算;3. 理解绝热过程的特征、过程方程及功与内能的关系;4. 理解循环过程的特征,热机循环效率的计算;5. 理解热力学第二定律的两种表述、微观解释;6. 理解熵增加原理、熵变的计算、熵的微观意义。
2.1 热力学第一定律
2.2 理想气体等值过程
2.3 循环过程 卡诺循环
2.4 热力学第二定律
2.5 熵
振动与波动
课时目标:1. 掌握谐振动的定义及其动力学和运动学特征;2. 理解谐振动的特征物理量;3. 掌握谐振动的旋转矢量表示,并能分析有关问题;4. 掌握谐振动的能量特征;5. 理解同方向同频率的谐振动的合成规律以及合振动振幅极大和极小的条件;6. 理解机械波产生的条件;理解描述波动的各物理量的物理意义以及相互间的关系;7. 理解波函数的物理意义,掌握根据质点的振动方程建立平面简谐波波函数的方法;8. 理解波的能量特征、了解能量密度、能流密度等概念;9. 理解波的叠加原理和惠更斯原理;10. 掌握波的干涉:现象、条件及干涉分析;11. 理解驻波形成的条件及其特征;12. 了解多普勒效应、电磁波的性质。
3.1 谐振动
3.2 振动的合成和分解
3.3 机械波
3.4 波的衍射和波的干涉
3.5 多普勒效应
3.6 电磁波
波动光学
课时目标:1. 理解光的相干条件、由普通光源获得相干光的方法;2. 掌握光程、光程差、光程差与位相差的关系、半波损失;3. 掌握扬氏双缝干涉的分析;4. 掌握分振幅薄膜干涉的分析;5. 了解迈克尔孙干涉仪的工作原理;6. 理解惠更斯-菲涅耳原理;7. 掌握单缝夫琅禾费衍射的分布规律,理解半波带法;8. 掌握光栅方程及光栅光谱的缺级条件;9. 了解光学仪器的分辨本领;10. 理解光的偏振现象和光的偏振态;11. 理解偏振片起偏和检偏作用,理解马吕斯定律;12. 理解反射光与折射光的偏振,理解布儒斯特定律;13. 了解双折射现象,理解1/4波片的作用;14. 了解圆、椭圆偏振光的获得机理及偏振光的检验。
4.1 光波
4.2 光波的叠加 光程
4.3 分波阵面干涉
4.4 分振幅干涉
4.5 光波的衍射
4.6 光波的偏振
4.7 双折射
早期量子论
课时目标:1. 理解普朗克能量量子化假设;2. 掌握光子理论,理解光子的能量、动量和质量;3. 掌握康普顿效应;4. 掌握氢原子光谱的实验规律;5. 理解玻尔理论的三条基本假设;6. 了解玻尔假设的量子化推论。
5.1 黑体辐射 普朗克能量子
5.2 光电效应
5.3 康普顿效应
5.4 玻尔量子理论
量子力学基础
课时目标:1. 理解德布罗意物质波假设;2. 掌握德布罗意方程;3. 理解不确定关系,并会作简单计算;4. 掌握波函数的统计解释,掌握波函数的标准化和归一化条件;5. 理解一维无限深势阱中的粒子运动特征;6. 了解四个量子数及其取值规律。
6.1 德布罗意波
6.2 波函数
6.3 不确定关系
6.4 薛定谔方程
6.5 一维定态薛定谔方程的应用
6.6 氢原子
6.7 电子自旋
6.8 原子的电子壳层结构
展开全部
预备知识
  1. 微积分基础;

  2. 大学物理(力学、电磁学)。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

《大学物理(下册)》,主编:杨晓雪,华中科技大学出版社,2014年9月第1版。

《大学物理同步辅导》,主编:范淑华、朱佑新,华中科技大学出版社,2018年3月第1版。

华中科技大学
4 位授课老师
朱佑新

朱佑新

副教授

喻力华

喻力华

副教授

刘书龙

刘书龙

讲师

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