绪论

介绍本课程的性质、目的、任务，概略介绍本学科的发展简史，本课程的主要学习内容、学习要求、学习方法和教学手段。

(一) 质点运动学

1. 教学基本要求

(1) 深刻理解描述质点运动及运动变化的基本物理量: 位置矢量、位移、速度和加速度，掌握它们的矢量定义；理解速度、加速度的瞬时性；掌握它们在直角坐标系中、自然坐标系中的表示；掌握质点做圆周运动时的角量描述以及角量与线量之间的关系。

(2) 理解运动方程的概念，熟练掌握用微积分的方法处理质点运动学的两类基本问题。

(3) 了解质点在两相对运动坐标系中的位移、速度之间的变换关系。

2. 重点与难点

(1) 重点：质点运动及运动变化的描述、切向加速度、法向加速度。

(2) 难点：运动描述的矢量表示、自然坐标系中的表示；运动学初值问题。

(二) 质点动力学

1. 教学基本要求

(1) 掌握牛顿运动定律的基本内容和物理实质；了解牛顿运动定律的适用范围。

(2) 熟练掌握用微积分的方法处理一维变力作用下简单质点力学问题。

(3) 了解非惯性系和惯性力的概念。

(4) 掌握动量、冲量的概念；掌握动量定理、动量守恒定律并能熟练运用动量定理和动量守恒定律分析和解决质点、质点系平面运动问题；理解质点系、质心的概念,了解质心运动定理。

(5) 理解力矩、质点的角动量的概念；掌握质点的角动量定理和角动量守恒定律。

(6) 掌握功的概念；掌握直线运动情况下变力的功、刚体定轴转动中力矩的功特别是重力矩的功的计算。

(7) 理解保守力做功的特点和势能的概念；掌握重力势能、引力势能和弹性势能的概念和势能函数表达式；掌握刚体重力势能的计算；了解势能的一般定义。

(8) 掌握质点和质点系的动能定理、功能原理和机械能守恒定律。

2. 重点与难点

(1) 重点：运用牛顿运动定律、动量守恒定律、动能定理，机械能守恒定律的基本解题方法。

(2) 难点：运用牛顿运动定律的基本解题方法，变力做功的计算，动量守恒、机械能守恒条件的分析及守恒定律的应用。

(三) 刚体的定轴转动

1. 教学基本要求

(1) 理解刚体的概念；掌握刚体定轴转动的描述方法；了解物体运动的自由度的概念。

(2) 理解力矩的概念；掌握刚体定轴转动定律；掌握刚体定轴转动、刚体定轴转动和质点联动问题的解法。

(3) 掌握转动惯量的概念及其计算方法；了解平行轴定理和正交轴定理。

(4) 理解刚体定轴转动的角动量的概念；掌握刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律及其应用。

(5) 理解刚体转动动能的概念，掌握刚体定轴转动的动能定理，能在刚体定轴转动的问题中应用机械能守恒定律。

2. 重点与难点

(1) 重点：运用刚体定轴转动定律、角动量守恒定律的基本解题方法。

(2) 难点：运用刚体定轴转动定律的基本解题方法，转动惯量，角动量守恒条件的分析及守恒定律的应用。

(四) 静电场

1. 教学基本要求

(1) 掌握库仑定律和静电力叠加原理。

(2) 掌握电场的概念、电场强度的定义；理解电场叠加原理的意义；掌握用点电荷电场的叠加方法计算点电荷系和电荷连续分布的带电体的电场分布。

(3) 理解电场线、电通量的概念；掌握高斯定理，掌握应用高斯定理计算求解有特定对称性的电荷分布的电场，特别是均匀带电球(面、体)、无限大平面、无限长直线、无限长圆柱的电场分布。

(4) 理解静电场的保守性和环路定理，理解电势概念引入条件；掌握利用场强的线积分和利用电势叠加原理求电势的两种方法；掌握电势能、电势差、电场力的功及其相互关系；进一步了解势能的一般定义。

(5) 理解等势面的概念，了解场强和电势的微分关系。

(6) 理解导体静电平衡的条件及电荷分布规律并应用于计算。

(7) 理解电容的定义及其物理意义，掌握几种常见电容器的电容的计算方法。

(8) 了解电介质的极化现象及其微观机理;了解电介质中的高斯定理和各向同性电介质中电场强度和电位移矢量的关系。

(9) 理解电场能量密度的概念，掌握一些简单的对称情况(特别是几种常见电容器)下电场中贮存的能量的计算方法。

2. 重点与难点

(1) 重点：电场强度叠加原理、电势叠加原理、电容。

(2) 难点：电场强度叠加原理、电势叠加原理、高斯定理、电势梯度与电场强度的关系、导体的静电平衡条件。

(五) 稳恒磁场

1. 教学基本要求

(1) 理解电流、电流密度、电源、电动势的概念。

(2) 掌握磁感应强度的概念；掌握毕奥－萨伐尔定律并能应用该定律和磁场叠加原理计算简单情况下电流的磁场分布，特别是直线电流和圆形电流的磁场分布；了解运动电荷所产生的磁场。

(3) 理解磁感应线、磁通量的概念，能计算磁通量；理解磁场的高斯定理，掌握安培环路定理及应用安培环路定理计算某些具有特殊对称性电流分布的磁场分布。

(4) 掌握洛仑兹力、洛仑兹关系式，掌握电荷在均匀磁场中的运动问题的计算分析方法，了解霍尔效应及几个应用实例。

(5) 掌握安培定律，能计算磁场对载流导线的作用力和磁场对平面载流线圈的磁力矩.

(6) 了解磁介质的磁化现象与分类；了解磁场强度和磁介质中的安培环路定理；了解铁磁质的特性。

2. 重点与难点

(1) 重点：磁感应强度、毕奥—萨伐尔定律、安培环路定理、安培定律。

(2) 难点：毕奥—萨伐尔定律、安培环路定理。

(六) 电磁感应

1. 教学基本要求

(1) 掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律及其应用。

(2) 理解动生电动势的起因，掌握动生电动势的计算。

(3) 理解麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设；理解感生电场与变化磁场的关系；了解位移电流与变化电场的关系、变化的电场与所产生的涡旋磁场的关系.

(4) 理解自感、互感的概念。

(5) 理解磁场能量的概念和磁能密度公式，并能计算一些简单系统的磁场能量。

(6) 了解麦克斯韦方程组的积分形式及各方程的物理意义。

(7) 了解电磁波的基本特性。

2. 重点与难点

(1) 重点：法拉第电磁感应定律、动生电动势和感生电动势。

(2) 难点：动生电动势和感生电动势的计算；感生电场和位移电流的概念。

(七) 气体动理论

1. 教学基本要求

(1) 理解平衡态、状态参量的概念；掌握理想气体状态方程，能熟练应用于气体有关状态参量的计算。

(2) 理解理想气体的微观模型和统计假设；掌握压强和温度这两个宏观量的统计意义和微观本质；掌握理想气体压强公式和温度公式。

(3) 理解分子自由度的概念，掌握能量均分定理和刚性理想气体分子平均平动动能、平均总动能、平均总能量、理想气体内能的计算公式。

(4) 掌握速率分布函数的概念；理解麦克斯韦分子速率分布函数和速率分布曲线的物理意义；理解三种统计速率的意义，并掌握三种速率的计算方法；了解玻尔兹曼分布率。

(5) 了解平均自由程、平均碰撞频率等概念。

2. 重点与难点

(1) 重点：压强、温度的统计意义、能量均分定理。

(2) 难点：速率分布函数的物理意义。

(八) 热力学基础

1. 教学基本要求

(1) 理解准静态过程的特点；掌握功、热量和内能的概念。

(2) 掌握热力学第一定律，熟练掌握理想气体各等值过程和绝热过程中的功、热量、内能及理想气体定体、定压摩尔热容的计算。

(3) 理解循环过程的特征，掌握热机效率、致冷系数的计算；掌握卡诺循环的特点，能熟练进行相关计算。

(4) 了解热力学第二定律的两种表述。了解玻尔兹曼熵和克劳修斯熵,能使用克劳修斯熵公式计算简单过程（如等值过程）的熵变;了解熵增加原理和热力学第二定律的统计意义。

2. 重点与难点

(1) 重点：热力学第一定律、循环效率。

(2) 难点：绝热过程、循环效率、热力学第二定律。

(九) 机械振动

1. 教学基本要求

(1) 掌握简谐振动的特征和规律——振动表达式和动力学方程。

(2) 掌握描述简谐振动特征的三个物理量的意义，能够用解析法求初相和振幅，用旋转矢量法求解初相和相位差，掌握振动表达式的求解；能够从弹簧振子与单摆的初始运动状态求出振动表达式。

(3) 掌握简谐振动的能量特征。

(4) 掌握同方向同频率的简谐振动的合成规律，能够计算合振动的振幅和初相；理解“拍”和“拍频”的概念。

(5) 了解两个互相垂直、同频率简谐振动的合成规律和李萨如图形的形成。

2. 重点与难点

(1) 重点：简谐振动表达式、同方向同频率简谐振动的合成。

(2) 难点：相位的概念、求振动表达式。

(十) 机械波

1. 教学基本要求

(1) 理解机械波产生的条件、传播的方式；掌握描述波动的3个重要参量——波长、周期(频率)、波速的物理意义、相互关系和决定因素；理解与波的几何描述相关量——波线、波面、波前(波阵面)等的意义。

(2) 掌握平面简谐波表达式的物理意义；掌握已给定某点的振动状态或某时刻的波动图象建立表达式的方法，能根据波的表达式进行相关计算，如某点的振动表达式、振动速度、某时刻的波形图象等。

(3) 理解波的能量传播特点及能流、能流密度的概念。

(4) 理解惠更斯原理和波的叠加原理；掌握波的相干条件及相长、相消干涉的条件并进行有关计算。

(5) 理解驻波的概念，能写出在特定点反射的反射波与入射波形成的驻波表达式；理解半波损失的概念。

(6) 了解多普勒效应。

2. 重点与难点

(1) 重点：平面简谐波表达式、波的干涉。

(2) 难点：平面简谐波表达式。

(十一) 波动光学

1. 教学基本要求

(1) 理解单色光、复色光概念、普通光源发光的微观机制、光的相干条件和相干光的获得方法。

(2) 理解光程与光程差的概念；掌握光程差与相位差的关系和计算方法，理解在什么情况下引入半波损失；了解透镜不引起附加光程差。

(3) 掌握杨氏双缝干涉与等倾、劈尖和牛顿环等几种薄膜干涉的特征，能根据干涉装置熟练地计算光程差及光程差的变化与干涉条纹之间的计算；了解迈克尔孙干涉仪的结构和原理。

(4) 了解惠更斯—菲涅耳原理以及在处理光的衍射现象方面的作用。

(5) 掌握单缝夫琅禾费衍射图样的特点，能应用半波带法分析单缝衍射规律；理解圆孔夫琅禾费衍射图样的特点，了解光学仪器的分辨本领。

(6) 理解光栅衍射条纹的特点及其形成原因；掌握用光栅方程计算谱线位置；理解光栅光谱的缺级现象；了解X射线的衍射现象。

(7) 理解自然光、线偏振光和部分偏振光的概念。

(8) 理解起偏器与检偏器的原理与作用；掌握马吕斯定律及其应用。

(9) 掌握布儒斯特定律及其应用。

(10) 了解单轴晶体中的光的双折射现象和光及光的性质。

2. 重点与难点

(1) 重点：薄膜干涉、单缝衍射、光栅衍射。

(2) 难点：薄膜干涉、光栅衍射。

(十二) 狭义相对论基础

1. 教学基本要求

(1) 了解经典力学的绝对时空观、相对性原理、伽利略坐标变换和速度变换公式。

(2) 理解爱因斯坦狭义相对论的两条基本原理；理解洛仑兹坐标变换公式并能正确用以坐标变换；了解相对论速度变换公式。

(3) 理解狭义相对论的时空观，即理解同时的相对性、长度收缩效应和时间膨胀效应，并能进行相关计算。

(4) 理解狭义相对论中质量、动量、动能和能量的概念及其与速度的关系，了解动量与能量的关系。

2. 重点与难点

(1) 重点：狭义相对论的两个基本原理和洛仑兹变换。

(2) 难点：同时的相对性，长度收缩效应和时间延缓效应。

 (十三) 量子物理基础

1. 教学基本要求

(1) 理解热辐射、黑体的概念；理解黑体辐射的两个实验定律；理解普朗克量子假说及其意义。

(2) 理解光电效应和康普顿效应的实验规律；理解爱因斯坦光子理论及对光电效应和康普顿效应的解释；掌握爱因斯坦光电效应方程、康普顿散射公式和反映光的波粒二象性的公式。

(3) 理解德布罗意的物质波假设和实物粒子波粒二象性的物理意义；掌握描述实物粒子波动性的物理量(波长、频率)和粒子性的物理量(动量、能量)间的关系式--德布罗意关系式，并用于计算实物粒子的波长。

(4) 了解描述实物粒子运动状态的波函数及其统计解释；理解不确定关系（坐标与动量、能量与时间）的物理意义并能进行一些简单估算。

(5) 了解薛定谔方程，通过求解一维无限深势阱问题，进一步理解波函数的物理意义；通过求解一维势垒问题，了解隧道效应。

(6) 了解氢原子光谱的实验规律和玻尔的氢原子理论；了解氢原子的的量子力学处理方法；理解能量量子化、角动量量子化和角动量的空间量子化的概念；了解电子自旋和自旋角动量的概念。

(7) 理解描述原子运动中电子运动状态的4个量子数的意义，了解原子的壳层结构。

2. 重点与难点

(1) 重点：光的波粒二象性；实物粒子的波粒二象性与描述。

(2) 难点：康普顿效应、波函数、氢原子的量子化结论。