spContent=大学物理（热学、振动与波、光学和量子物理基础）MOOC由中国地质大学（武汉）大学物理创新教学团队精心制作，内容包括热学、振动与波、光学和量子物理基础，同步于我校大学物理（下）课程群。该课程生动、有趣、便于移动学习，2022年获批湖北省线上一流课程，欢迎同学们踊跃选课学习！
大学物理（热学、振动与波、光学和量子物理基础）MOOC由中国地质大学（武汉）大学物理创新教学团队精心制作，内容包括热学、振动与波、光学和量子物理基础，同步于我校大学物理（下）课程群。该课程生动、有趣、便于移动学习，2022年获批湖北省线上一流课程，欢迎同学们踊跃选课学习！
—— 课程团队
课程概述
物理学是研究物质基本结构、基本运动形式及其相互作用的自然科学。它是人类文明发展的基石，其基本理论和思想方法已经渗透到自然科学的各个领域，奠定了其他自然科学和工程技术的基础，一直是培养学生科学素质的钥匙和重要途径。
大学物理课程是高等学校理、工等专业本科学生一门重要的必修基础课。课程的目标是通过系统的学习，正确认识和理解物理学的基本概念、理论和方法，为后续专业课程打下坚实的基础；同时加强逻辑思维能力训练，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力以及创新能力；立德树人，弘扬探索精神，引领学生树立科学的世界观。
大学物理（热学、振动与波、光学和量子物理基础）主要内容包括热学、振动和波动学基础、物理光学和量子物理基础。课程的主要特点是剥离繁琐、枯燥的数学推导，运用多媒体技术，化抽象为形象，激发学员的学习兴趣；同时注意强化重点，突破难点，以基本概念和基本规律为教学重点，破冰点睛，引领学生理解物理科学的真谛。
授课目标
通过本课程的学习，使学生掌握热学、振动与波动、物理光学和量子物理学中的基本概念和基本规律，并能够分析解决相关领域的一般问题。
课程大纲
热力学基础
课时目标：理解温度、准静态过程、内能、功和热量、摩尔热容等概念；掌握理想气体状态方程和热力学第一定律，熟练地分析、计算理想气体在典型准静态过程中的功、热量以及内能的改变；理解循环的意义和循环过程中的能量转换；会计算卡诺循环和其他简单循环热机的效率；了解可逆过程和不可逆过程的特点；理解热力学第二定律及其微观意义。
1.1 温度与理想气体状态方程
1.2 热力学第一定律
1.3 理想气体的典型准静态过程
1.4 循环过程
1.5 热力学第二定律
第一章单元测验
气体动理论
课时目标：理解理想气体的压强公式与温度公式；理解自由度的概念和能量均分定理；掌握理解理想气体的内能公式；理解速率分布函数和速率分布曲线的物理意义；了解麦克斯韦速率分布定律及三种统计速率；了解气体分子平均自由程的概念及公式。
2.1 理想气体的压强与温度
2.2 能量均分定理、平均自由程
2.3 速率分布率
第二章单元测验
振动学基础
课时目标：掌握简谐振动的基本特征和规律；掌握简谐振动的振幅、周期、频率、圆频率相位等物理量的物理意义及相互关系；掌握简谐振动的曲线；掌握简谐振动的旋转矢量表示法，能用该方法判断初相位并求解相位差；理解简谐振动的能量转换过程；会计算简谐振动的能量；掌握同方向、同频率简谐振动的合成规律；了解同一直线上不同频率简谐振动的合成规律及两个相互垂直的简谐振动的合成规律。
3.1 简谐振动的特征和规律
3.2 简谐振动的旋转矢量描述
3.3 简谐振动的合成
第三章单元测验
波动学基础
课时目标：理解机械波产生的条件、振动与波动的关系，掌握描述波动的各种物理量的物理意义及相互关系；掌握平面简谐波的波动方程及其物理意义，能够根据已知条件建立平面简谐波的波动方程；理解波的能量传播特征，分清波动能量与振动能量的区别；理解惠更斯原理和波的叠加原理；理解波的干涉条件，能应用相位差或波程差的概念分析和确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件；了解驻波的概念及其形成条件、驻波的特点和半波损失，能确定波腹、波节的位置。
4.1 机械波的产生和传播
4.2 平面简谐波的波动函数
4.3 波的能量 惠更斯原理
4.4 波的干涉
4.5 驻波
第四章单元测验
光的干涉
课时目标：了解光的发光机理，获取相干光的方法；理解光程和光程差的概念，掌握光的干涉加强和减弱的条件；熟练掌握杨氏双缝干涉、薄膜干涉原理，能熟练地计算光程差、干涉条纹位置及间距，理解劈尖干涉和牛顿环的特点；理解半波损失及条件。
5.1 光干涉的基本原理
5.2 杨氏干涉
5.3 薄膜干涉
第五章单元测验
光的衍射和偏振
课时目标：掌握单缝夫琅和费衍射条纹的分布规律，并能用半波带法加以解释；掌握光栅衍射的规律；理解衍射对光学仪器分辨率的影响。 理解自然光、偏振光、部分偏振光、起偏和检偏等概念；掌握马吕斯定律；掌握布儒斯特定律。
6.1 单缝衍射
6.2 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领
6.3 光栅衍射
6.4 光的偏振
第六章单元测验
早期量子理论
课时目标：理解光电效应的实验规律，了解经典物理在解释光电效应时所遇到的困难；掌握爱因斯坦光量子假说和爱因斯坦方程；掌握康普顿效应的实验规律及理论解释；掌握光的波粒二象性。理解氢原子光谱的实验定律；掌握玻尔氢原子理论。
7.1光电效应 爱因斯坦的光子理论
7.2康普顿散射
7.3氢原子光谱 玻尔氢原子理论
第七章单元测验
量子力学初步
课时目标：理解德布罗意物质波的概念，理解实物粒子的波粒二象性；掌握不确定关系；了解波函数及其统计解释；熟悉一维无限深势阱问题，理解一维问题中粒子波函数及运动特征；理解氢原子结构的量子理论；理解描述原子中电子运动状态的四个量子数及其物理意义，理解泡利不相容原理；了解原子的壳层结构。
8.1 微观粒子的波粒二象性
8.2 波函数 薛定谔方程
8.3 氢原子及多电子原子的结论
第八章单元测验
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预备知识
参考资料
[1]张三慧主编，大学物理学(上、下册)（第三版）[M].北京：清华大学出版社，2015.
[2]程守诛，江之永编.普通物理学(上、下册) [M].北京：高等教育出版社，2006.
[3]龙光芝，程永进主编.大学物理教程（下册）[M].北京：科学出版社，2018.
[5]恽瑛主编.大学物理引论:双语多媒体教材[M]. 南京：东南大学出版社，2005.
[6]Hugh D. Young, Roger A. Freedman. Sears and Zemansky's University. Physics with Modern Physics Technology Update(Thirteenth Edition) [M]. Edinburgh：Pearson Education Limited, 2014.
常见问题
Q :学好大学物理，需要哪些基础知识？
A :高等数学，主要是微积分知识和简单的微分方程。
Q :大学物理与中学物理的区别？
A :大学物理与中学物理研究对象不同：由简单到复杂，由特殊到一般。另外，大学物理与中学物理使用的工具也不同；例如，由初等数学到高等数学；由标量到矢量等等。大家学习时要掌握物理学的基本观点与理论，以及更普遍的分析物理问题的方法。
Q :怎样才能学好大学物理课程？
A:必须深刻理解物理概念和物理量的定义，掌握物理定律和定理的物理涵义、适用条件和适用范围。在此基础上，适当地做一些练习题检查自己对基本概念和规律掌握的情况，也可以提高自己将已学理论用于分析和解决实际问题的能力。课程中有些概念和公式容易混淆，还有一些难以理解，一定要及时总结，并认真进行分析对比，这样才能取得较好的学习效果。
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智能问答和解析
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