大学物理—机械振动、波和波动光学

这是一门关于振动、波动的物理学基础课程。教学内容按照工科类大学物理教学大纲设置,与实体课程的教学要求基本相同。 通过大量有趣的实验、各种物理过程的动态模拟,力图降低课程知识的学习难度,帮助学习者能够较为容易地理解、掌握课程的基本知识以及研究问题的基本方法。

西安交通大学

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  • 分类: 物理
  • 平台: 中国大学MOOC
  • 语言: 中文

课程概述

以物理学基础为内容的大学物理课程是一门研究和阐明物质基本结构、基本运动规律、相互作用的基础课程。它的作用一方面是为学生打好必要的物理基础,另一方面是使学生学习科学的思维方式以及处理问题的基本方法。

西安交通大学工科类《大学物理》MOOC课程分为五个模块,大学物理之《力学》、《机械振动、波与波动光学》、《电磁学》、《热学》和《近代物理》。

《大学物理-机械振动、波和波动光学》是研究振动与波及其干涉、衍射、偏振等现象的课程。 它涉及到了很多的生活和实验现象,所以在这个模块中,我们特别地突出了理论与实验及自然现象的有机结合。为了激发学生的兴趣,我们拍摄了大量精心设计的物理实验,还在计算机上模拟计算了较难理解的物理过程,并把它们动态地展示出来,以帮助同学更好地理解、掌握所学内容。

课程教学团队成员包括省教学名师,以及省、国家微课教学竞赛一、二等奖的获得者。

授课目标

本课程是研究振动、波动及其干涉、衍射、偏振等现象的基础物理课程。教学内容按照对工科类本科生的要求设置。通过学习本门课程,学习者可以系统地掌握了振动、波动的基本知识以及处理相关问题的基本方法。

课程大纲

第一周 机械振动

1.1.1 弹簧振子

1.1.2 简谐振动的三个特征量

1.1.3 谐振动的旋转矢量表示法

简谐振动例题

1.1.4 简谐振动能量

1.1.5 超前 落后 同相 反相

1.2.1 两个同方向同频率简谐振动的合成

1.2.2 多个同方向同频率简谐振动的合成

1.2.3 两个同方向不同频率简谐振动的合成

1.2.4 两个垂直方向简谐振动的合成

1.3.1 阻尼振动

1.3.2 受迫振动

第一周单元测试

第二周 机械波(一)

2.1 机械波的产生和传播

2.2 平面简谐波波函数

2.3 波的能量

2.4 惠更斯原理

第三周 机械波(二)

2.5 波的干涉

2.6 驻波

2.7 多普勒效应

第二、三周机械波单元测试

第四周 波动光学(一)

4.1 光是电磁波 光波强度

4.2 光波的叠加

4.3 杨氏干涉实验

4.4 光程

第五周 波动光学(二)

4.5 等厚干涉

4.6 等倾干涉

4.7 迈克尔逊干涉仪

4.8 惠更斯-菲涅尔原理

第四、五周单元测试

第六周 波动光学(三)

单缝衍射

圆孔的弗朗禾费衍射和分辨率

光栅衍射

第七周 波动光学(四)1

光的偏振

布儒斯特定律

双折射

第六、七周内容单元测试

第七周 波动光学(四)2

偏振光的干涉

光弹效应

圆偏振光 椭圆偏振光

预备知识

微积分基础,最基本的振动、波的知识。

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(>80分)的可获得优秀证书。

参考资料

1 《大学物理》(彩板) 主编:吴百诗 西安交通大学出版社

2 《现代光学基础》 钟锡华编著 北京大学出版社

常见问题

学习过程中,若发现视频、习题以及其它学习材料中的疏漏、错误,请大家及时批评指正,帮助我们逐步完善这门课程。

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