大学物理—振动、波动与光学
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spContent=本课程根据MOOC教学的特点,展现物理以“物”喻理,以“物”明理,以“物”悟理的学科特点,从多种角度引导学生理解物理学,构架大学物理MOOC教学框架。认真贯彻以学生为主体、教师为主导的教育理念,遵循学生远程学习的认知规律,体现“导学”、“督学”、“自学”、“促学”的教学设计思想。
—— 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、相互作用的自然科学,它具有完整的科学体系、独特有效的研究方法、丰富的知识,所有这些对于培养21世纪的科学研究工作者及工程技术人员都是必不可少的。因此以物理学基础为内容的大学物理课程是理、工、经、管、文等本科各非物理专业必修的一门基础课。大学物理课程根据高素质创新人才的培养目标,在保证对学生物理知识传授和基本技能培养、打好物理基础的同时,进一步强化对学生的科学思维方法、创新意识和综合应用能力的培养,为提高学生的科学素质发挥积极作用。在大学物理课的各个教学环节中,一方面可以培养学生独立解决问题的能力、理论联系实际的能力和创新能力;使他们了解物理学的发展历史、新进展及前沿物理中的新知识。另一方面可以提高学生树立正确的辩证唯物主义世界观和科学素质。本课程所讲授的振动、波动与光学是大学物理的一部分。
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课程大纲

第一周

第一讲 简谐振动及运动学描述

第二讲 简谐振动动力学分析 简谐振动系统的能量

第三讲 简谐振动的振动合成

第四讲 阻尼振动  共振

第一周单元检测

第一周单元作业

第二周

第五讲

第六讲

第七讲

第八讲

第二周单元检测

第二周单元作业

第三周

第九讲       驻波     多普勒效应

第十讲    波动光学绪论  光源的发光机制 光地相干性 光程及光程差

第十一讲  分波阵面干涉   杨氏双缝干涉

第十二讲    菲涅尔双面镜   劳埃镜    分波阵面干涉例题

第三周单元检测

第三周单元作业

第四周

第十三讲    分振幅干涉    等倾干涉

第十四讲    等厚干涉  劈尖干涉

第十五讲    牛顿环

第十六讲    迈克尔逊干涉仪

第四周单元检测

第四周单元作业

第五周

第十七讲   光的衍射 惠更斯-费涅耳原理

第十八讲   夫琅禾费单缝衍射

第十九讲     夫琅禾费圆孔衍射和光学仪器的分辨本领

第二十讲     光学仪器应用

第五周单元检测

第五周单元作业

第六周

第二十一讲   光栅衍射

第二十二讲   光栅光谱    光栅的分辨本领   晶体对X射线的衍射

第二十三讲     光的偏振性

第二十四讲     双折射  偏振棱镜

第六周单元检测

第六周单元作业

预备知识

高等数学

证书要求

完成课程学习并考核合格(>60分)的可获得合格证书,成绩优秀(>85分)的可获得优秀证书。

参考资料

选用教材:

[1] 郑少波,李英兰主编. 《大学物理(第二卷)波动与光学》 [M]. 北京:高等教育出版社,2017.

[2] 张三慧主编. 大学物理学(一、二、五册) [M]. 北京:清华大学出版社,1999.

[3] 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.

[4] 钟锡华,陈熙谋主编,陈熙谋编著.光学[M]. 北京:北京大学出版社,2011.

[5] 刘兆龙改编. Alan Giambattista,Betty McCarthy Richardson and Robert C. Richardson原著. College Physics, with an integrated approach to forces and kinematics.Vol.2. [M].北京:机械工业出版社2013.

 

常见问题

要注意的问题:

   振动是波动的基础,只有掌握了振动的基本概念和知识,如相位、旋转矢量等,才能顺利地学好波动的相关知识。同样,波动光学是基于波动的基本理论之上的。振动、波动和波动光学环环相扣,一定要循序渐进,稳步提高。