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SPOC学校专有课程
大学物理(振动波、光学、热学、近代物理)
第2次开课
开课时间: 2021年09月26日 ~ 2026年03月14日
学时安排: 3.5
进行至第189周,共233周 已有 3243 人参加
立即参加
spContent=本课程是国家级精品在线开放课程。内容包括热学、机械振动和波动、光学、及近代物理基础(相对论、量子力学基础)。我们本着“学生是主体,教师是引导者”的教育理念讲授课程、准备学习资源。在问题讨论区,有老师为你解答学习中遇到的问题。相信你会在这里体验到学习物理的快乐!
本课程是国家级精品在线开放课程。内容包括热学、机械振动和波动、光学、及近代物理基础(相对论、量子力学基础)。我们本着“学生是主体,教师是引导者”的教育理念讲授课程、准备学习资源。在问题讨论区,有老师为你解答学习中遇到的问题。相信你会在这里体验到学习物理的快乐!
—— 课程团队
课程概述

   物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式以及相互作用的自然科学,是其它自然科学和工程技术的基础。基于物理学基础的《大学物理》课程是本科非物理专业的一门重要的通识性基础课程。该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分。

   本课程内容包括振动和波、光学、热学、近代物理基础(相对论、量子力学基础)四个模块。我们在教学中既注重对学生物理知识传授和基本技能培养,同时还注重向学生传授物理学的发展史、物理学新知识和研究领域的新进展。目的是培养学生科学的思维方法、独立解决问题的能力以及探索精神和创新意识。实现学生知识、能力、素质的协调发展。为此,我们提供了一系列优秀的教学资源,以帮助同学更好地理解、掌握所学内容。尤其是我们配备了强大的助教团队,保证及时地为学习者解决学习中遇到的问题。

   东北大学的《大学物理》是国家级精品课程、国家级精品资源共享课程和双语示范课程。现在是国家级精品在线开放课程。课程的教学团队成员具有丰富的教学经验和深厚的科研基础,承担了国家、省级多项教研课题。团队老师多次在省、国家教学基本功大赛等竞赛中获得一、二等奖。我们会全力以赴与你一同学习、共同成长!

   欢迎进入东北大学《大学物理》课程学习!希望学习知识的同时能给你带来快乐!


授课目标

     通过本课程的学习,能够分析质点及刚体受力并计算相应的题目。能分析热力学系统的变化规律;掌握简谐振动及波动的相关概念及计算;对光的干涉、衍射现象能做定量计算了解量子力学描述微观粒子运动规律的基本方法。更重要的是能应用本课程所学到的知识理解物理学在工程技术中的应用原理、分析生活中的一些现象。

成绩 要求

课程的考核:单元测验100%。



课程大纲

 


第零周  物理学前沿讲座-----引力波的百年历程和量子物理科普讲座

第一讲 引言

第二讲   引力波是什么

第三讲 引力波的百年历程

第四讲  引力波的未来

第五讲 量子物理科普讲座


力学模块

第一周 质点运动学

第一讲 质点运动状态的描述

第二讲 加速度在自然坐标系下的表示

第三讲 质点运动学中的微积分问题

第四讲 相对运动

质点运动学典型习题解析

第一周 质点运动学单元测试

第二周 质点动力学(I

第一讲  力与牛顿定律

第二讲  牛顿第二定律的应用

第三讲 冲量与 动量及动量守恒定律

第二周 质点动力学(I)单元测试

第三周  质点动力学(II

第一讲 功与能及机械能守恒定律

第二讲  刚体的定轴转动及其描述

质点动力学复习及习题解析

第三周 质点动力学(II)单元测验

第三周 质点动力学(II)作业

第四周 刚体力学

第一讲  力矩及转动定律

第二讲  转动惯量的计算及转动定律的应用

第三讲 冲量矩、 角动量及角动量守恒定律

刚体复习及习题解析

第四周 刚体力学单元测验

第四周 刚体力学 单元作业

第五周  惯性力与质心运动定理

第一讲 非惯性系和惯性力

第二讲 质心位置确定

第三讲 质心运动定理

力学单元典型题解析录屏


振动和波模块

第六周 简谐振动

第一讲  简谐振动的描述

第二讲  旋转矢量

第三讲 单摆和复摆

第四讲  简谐振动的能量

第五讲  同方向简谐振动的合成

振动单元知识点总结

振动单元补充例题1(录屏)

振动单元补充例题 2(录屏)

振动单元典型例题

振动单元测试

第七周 波动(I)

第一讲 机械波的几个概念

第二讲 平面简谐波的波函数

第三讲 波的能量 能流密度

 波动(I)单元测验

        波动(II)

第一讲 惠更斯原理 波的衍射和干涉

第二讲 驻波

第三讲 多普勒效应

波动知识点及典型题解析

多普勒效应演示

 波动(II)单元测验


热学模块:

第八周 气体分子运动论

第二讲 物质的微观模型 统计规律性

第三讲 理想气体的压强公式

第四讲 理想气体的温度公式

第五讲 能量均分定理 理想气体内能

第六讲 麦克斯韦气体分子速率分布率

第七讲 气体分子平均碰撞次数和平均自由程

气体动理论习题课 例题1

气体动理论习题课 例题2

气体动理论习题课 例题3

气体动理论习题课 例题4

第一讲    平衡态  理想气体物态方程

气体动理论 单元测试


第九周 热力学基础(I)

第一讲 准静态过程 功 热量

第二讲 热力学第一定律

第三讲  理想气体的等体过程和等压过程

第四讲 理想气体的等温过程和绝热过程

热力学基础(I)典型例题(录屏)

 热力学基础(I)单元测验

       热力学基础(II)

第一讲 循环过程 卡诺循环

第二讲 热力学第二定律的表述 卡诺定理

第三讲 熵 熵增加原理

第四讲 热力学第二定律的统计意义

热力学基础(II)典型例题(录屏)

 热力学基础(II)单元测验


光学模块

第十周  光的干涉(I)

第一讲 光源  光的相干性

第二讲 光程、光程差与相干光强

第三讲  杨氏双缝干涉、劳埃德镜

第四讲  薄膜干涉 1--厚度均匀的薄膜的干涉

 光的干涉(I) 单元测验

           光的干涉 (II)

第一讲  薄膜干涉2--劈尖

第二讲  薄膜干涉 3--牛顿环

第三讲 迈克尔逊干涉仪

第四讲  光的衍射及分类

光的干涉 (II) 单元测验

第十一周 光的衍射

第一讲  单缝夫琅禾费衍射

第二讲  圆孔衍射  光学仪器分辨本领

第三讲  光栅衍射

  光的衍射 单元测验


第十二周 近代物理基础

第一讲 黑体辐射 普朗克能量子假设

第二讲 光电效应 光的波粒二象性

第三讲 康普顿效应

量子力学基础(I)知识点及典型题解析

量子力学基础(I)单元测验


电学模块

第十三 周 静电场 I

第一讲 电荷的量子化 电荷守恒定律

第二讲 库仑定律 静电场

第三讲 电场强度叠加原理1

第四讲 电场强度叠加原理2

选修 矢量场

第五讲 高斯定理

第六周 静电场I 单元测验

第六周 静电场I 单元作业

第十四 周 静电场 II

第一讲 高斯定理应用举例

第二讲 静电场的环路定理 电势能

第三讲  电势 电势叠加原理

第四讲 电场强度与电势梯度

第五讲 静电场中的电偶极子

第七周 静电场II 单元测验

第七周 静电场II 单元作业

第十五 周  静电场中的导体与电介质(一)

第一讲 导体的静电平衡

第二讲 静电平衡时导体上电荷的分布

第三讲 静电屏蔽

第四讲 有导体存在时静电场场量的计算

第五讲 静电场中的电介质

静电场中的导体与电介质(一) 测验

静电场中的导体与电介质(一) 作业

第十六周 电学典型习题讲解

电学习题课-例题1

电学习题课-例题2

电学习题课-例题3

电学习题课-例题4

电学习题课-例题5

电学习题课-例题6

电学习题课-例题7

电学习题课-例题8

电学习题课-例题9


磁学模块

第十七周 稳恒电流、运动电荷的磁场

第一讲  恒定电流、电动势

第二讲  磁场、磁感应强度

第三讲  毕奥-萨伐尔定律及其应用

第四讲  运动电荷产生的磁场

稳恒电流、运动电荷的磁场 单元测验

稳恒电流、运动电荷的磁场 单元作业

第十八 周  运动电荷、载流导线受力

第一讲  磁力线、磁通量、磁场的高斯定理

第二讲  安培环路定理及其应用

第三讲  洛伦兹力、带电粒子在电磁场中的运动(I)

第四讲  洛伦兹力、带电粒子在电磁场中的运动(II)

第五讲  安培定律

运动电荷、载流导线受力 单元测试

运动电荷、载流导线受力 单元作业

第十九周  电磁感应(I)

第一讲  磁介质、顺磁质和抗磁质磁化的微观机制

第二讲  磁介质中的安培环路定理

第三讲  法拉第电磁感应定律

第四讲  动生电动势

电磁感应(I) 单元测试

电磁感应(I) 单元作业

第二十周  电磁感应(II)

第一讲  感生电动势

第二讲  自感与互感

第三讲  磁场能量

第四讲  位移电流、麦克斯韦方程组

电磁感应(II) 单元测试

电磁感应(II)单元作业

第二十一周  磁学典型习题讲解

磁学习题课——例题1

磁学习题课——例题2

磁学习题课——例题3

磁学习题课——例题4

磁学习题课——例题5

磁学习题课——例题6





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预备知识

高中物理、高等数学中的简单函数的微积分、矢量基本运算。

参考资料

1、《物理学》(上、下)(第五版、第六版)马文蔚主编,高等教育出版社

2、新概念物理教程《力学》、 《热学》、《光学》、《量子物理》赵凯华、罗蔚茵,高等教育 出版社

3、《大学物理学》 (第一、五册) (第2版),张三慧主编,清华大学出版社,

4、《大学物理学》 (上、下册), 毛俊键、顾牡主编,高等教育出版社

5、《普通物理学》 (上、下册程守诛、江之永,高等教育出版社

6、《大学物理学》(第3版)(力学、热学、光学、量子物理),张三慧编著,清华大学出版社

7、《新编基础物理学》 (上、下册),王少杰、顾牡主编,科学出版社

8、《基础物理学》D. Halliday著,张三慧,李椿,滕小英等译,机械工业出版社

9、Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Douglas C.Giancoli 原著,滕小英改编,高等教育出版社

常见问题

Q: 每周会有作业和测验吗?作业和测验什么时间截止?

A :  每周都会有针对所讲内容的作业和测验,帮助你检验一下对内容的掌握。截止时间会在每周的公告里详细说明。你也可以设置提醒。

Q :  我在学习中有问题怎么办?

A :  如果你在学习中有疑问,可以在讨论区提出来。会有老师为你解答。而且,我们也针对每个模块做了典型题解答。

源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

东北大学
10 位授课老师
陈肖慧

陈肖慧

教授

张建锋

张建锋

副教授

代雪峰

代雪峰

讲师

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