东北大学

大学物理(一)

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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。

    本课程内容包括力学、振动和波、热学、量子力学四个模块。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。

  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。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,掌握分析、描述质点及刚体运动的基本方法并能进行相关计算;掌握简谐振动及波动的相关概念及计算;能够定量分析热力学系统的变化规律;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分析生活中的一些现象。
证书要求

课程的考核:单元作业20%,单元测验30%,参与讨论10%,期末考试40%。

课程成绩认定包含合格和优秀两种。总评成绩60分以上、79分以下为合格;80分以上为优秀。参加学习并取得相应成绩的学员,可免费获得由中国大学MOOC颁发的电子证书。申请纸质认证证书,每份证书需要100元人民币。


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。

授课大纲


第一章 质点运动学

1.1 质点运动状态的描述

1.2 加速度在自然坐标系下的表示

1.3 质点运动学中的微积分问题

1.4 相对运动

 

第二章 质点动力学

2.1 力与牛顿定律

2.2 牛顿运动定律的应用

2.3 非惯性系与惯性力

2.4 冲量与动量及动量守恒定律

2.5 功与能及机械能守恒定律

2.6 质心位置确定

2.7 质心运动定理

 

第三章 刚体力学

3.1 刚体的定轴转动及其描述

3.2 力矩及转动定律

3.3 转动惯量的计算及转动定律的应用

3.4 冲量矩、角动量及角动量守恒定律

 

第四章 振动

4.1 简谐振动的描述

4.2 旋转矢量

4.3 单摆和复摆

4.4 简谐振动的能量

4.5 同方向简谐振动的合成

 

第五章 波动

5.1 机械波的几个概念

5.2 平面简谐波的波函数

5.3 波的能量 能流密度

5.4 惠更斯原理 波的衍射和干涉

5.5 驻波

5.6 多普勒效应

 

第六章 气体分子运动论

6.1 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律

6.2 物质的微观模型 统计规律性

6.3 理想气体的压强公式

6.4 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系

6.5 能量均分定理 理想气体内能

6.6 麦克斯韦气体分子速率分布律

6.7 气体分子平均碰撞次数和平均自由程

 

第七章 热力学基础

7.1 准静态过程 功 热量

7.2 热力学第一定律

7.3 理想气体的等体过程和等压过程

7.4 理想气体的等温过程和绝热过程

7.5 循环过程 卡诺循环

7.6 热力学第二定律的表述 卡诺定理

7.7 熵 熵增加原理

7.8 热力学第二定律的统计意义

 

第八章 量子力学基础

8.1 黑体辐射 普朗克能量子假设

8.2 光电效应 光的波粒二象性

8.3 康普顿效应

8.4 玻尔的氢原子理论

8.5 德布罗意波 微观粒子的波粒二象性

8.6 不确定关系

8.7 量子力学简介

8.8 氢原子的量子理论

8.9 电子的自旋 原子的壳层结构

 


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》、《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、中、下册), 吴百诗主编,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、量子物理),张三慧编著,清华大学出版社

8、《新编基础物理学》 (上、下册),王少杰、顾牡主编,科学出版社

9、《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

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