同济大学

大学物理2:振动与波动、热学

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课程概述

  《大学物理》是一门重要的通识性基础课程,在为学生系统地打好必要的物理基础,培养学生分析问题和解决问题的能力,增强学生的探索精神和创新意识等方面,具有不可替代的作用。
  由教学名师领衔、国家级教学团队打造的《大学物理》MOOC课程分为《大学物理1》(力学、流体力学和相对论)、《大学物理2》(振动与波动、热学)、《大学物理3》(电磁学)和《大学物理4》(光学、量子力学基础、原子核物理与粒子物理简介、天体物理与宇宙学概论)四个部分。
  课程为学习者提供了教学大纲、课程视频、电子教案、学习指导、在线测试等教学内容,以及数字模型、物理短片、图形图像等富媒体资源。清晰的知识脉络、交互的教学方式、多样的教学媒体、趣味的探究实验,使得课程生动且富有活力。
  从课堂走向网络,让更多的人享受优质资源,随时随地随心地学习,促进学习者的发展,这是我们《大学物理》课程的良好愿望。
  欢迎大家进入《大学物理2》这部分的学习!

证书要求

课程分合格证书和优秀证书两种,总评成绩60分以上为合格;85分上为优秀。

预备知识

高等数学

授课大纲

振动学

1.了解简谐运动的特征和描述,掌握在一般情况下简谐运动表达式的建立。

2.掌握简谐运动的旋转矢量表示法即参考圆法。

3.掌握简谐运动的动力学特征和动力学方程。

4.掌握简谐运动的能量,以及其动能、势能和总机械能的特征规律。

5.掌握同方向同频率和同方向不同频率简谐运动的合成,了解互相垂直的简谐运动的合成。

6.了解阻尼振动、受迫振动与共振。

波动学

1.理解机械波产生的条件,掌握描述波的特征量及其物理意义。

2.掌握建立一般平面简谐波的波动表达式的方法及波动表达式的物理意义。

3.理解波的能量传播特征及能流和能流密度的概念。

4.理解惠更斯原理及其作图法的应用。

5.理解波的独立性原理和波的叠加原理。掌握波的干涉条件,并能应用相位差或波程差计算相干波叠加后其振幅加强和减弱的条件。

6.掌握驻波形成条件及其特点,了解驻波和行波的区别,了解半波损失。

7.理解机械波的多普勒效应及其产生原因。在波源或观察者相对介质运动时,能运用多普勒频移公式进行计算。

8.了解声波的特性以及描述声波的各物理量。

热力学

1.掌握描述热力学系统的状态参量,了解热力学第零定律。

2.理解平衡态和准静态过程的特点,会用p-V图来描述准静态过程。掌握理想气体状态方程。

3.掌握理想气体的内能、功和热量的概念及其计算。掌握理想气体摩尔热容的概念。

4.掌握热力学第一定律及其在三个等值和绝热过程的应用。

5.理解循环过程的特征,掌握一般循环过程和卡诺循环效率的计算。

6.了解可逆过程和不可逆过程的概念,理解热力学第二定律的两种不同表述。

7.了解卡诺定理。

气体动理论

1.了解气体动理论的基本观点。了解气体分子热运动的基本特征和研究方法。

2.了解理想气体微观模型,掌握气体分子动理论的压强公式和温度公式,理解宏观量压强和温度的微观意义。

3.掌握能量按自由度均分原理,掌握理想气体内能的概念。

4.理解麦克斯韦速率分布率的物理意义,掌握分子的平均速率、最概然速率和方均根速率。了解玻耳兹曼能量分布规律。

5.理解分子的平均碰撞频率和平均自由程的概念。

6.了解热力学第二定律的统计意义,了解熵的基本概念以及熵增加原理,了解玻耳兹曼熵和克劳修斯熵。

参考资料

【1】毛俊健,顾牡主编,“十二五”国家规划教材“大学物理学”(上、下),高等教育出版社,2013.12

【2】王少杰,顾牡主编,“十一五”国家规划教材“大学物理学” (上、下),同济大学出版社,2013.02

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