大学物理(热学、振动波、光学、近代物理)

本课程是国家级精品在线开放课程。内容包括机械振动和波动、光学、热学及近代物理基础(相对论、量子力学基础)。我们本着“学生是主体,教师是引导者”的教育理念讲授课程、准备学习资源。在问题讨论区,…

国家精品物理
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东北大学
中国大学MOOC
  • 完成时间大约为 17
  • 初级
  • 中文
注:因开课平台的各种因素变化,以上开课日期仅供参考

课程概况

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。

本课程内容包括振动和波、光学、热学、近代物理基础(相对论、量子力学基础)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。

东北大学的《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。现在是国家级精品在线开放课程。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!

课程大纲

第零周  物理学前沿讲座-----引力波的百年历程和量子物理科普讲座

第五讲 量子物理科普讲座

第一讲 引言

第二讲   引力波是什么

第三讲 引力波的百年历程

第四讲  引力波的未来

第一周  气体分子运动论
气体动理论习题课 例题4

第一讲    平衡态  理想气体物态方程

第二讲 物质的微观模型 统计规律性

第三讲 理想气体的压强公式

第四讲 理想气体的温度公式

第五讲 能量均分定理 理想气体内能

第六讲 麦克斯韦气体分子速率分布率

第七讲 气体分子平均碰撞次数和平均自由程
气体动理论习题课 例题1
气体动理论习题课 例题2
气体动理论习题课 例题3

第一周 气体动理论 单元测试

第二周  热力学基础(I)

第一讲 准静态过程 功 热量

第二讲 热力学第一定律

第三讲  理想气体的等体过程和等压过程

第四讲 理想气体的等温过程和绝热过程
热力学基础(I)典型例题(录屏)

第二周 热力学基础(I)单元测验

第三周   热力学基础(II)

第一讲 循环过程 卡诺循环

第二讲 热力学第二定律的表述 卡诺定理

第三讲 熵 熵增加原理

第四讲 热力学第二定律的统计意义
热力学基础(II)典型例题(录屏)

第三周 热力学基础(II)单元测验

第四周  机械振动

第一讲  简谐振动的描述

第二讲  旋转矢量

第三讲 单摆和复摆

第四讲  简谐振动的能量

第五讲  同方向简谐振动的合成
振动单元知识点总结
振动单元补充例题1(录屏)
振动单元补充例题 2(录屏)
振动单元典型例题

第四周  振动单元测试

第五周 波动(I)

第一讲 机械波的几个概念

第二讲 平面简谐波的波函数

第三讲 波的能量 能流密度

第五周 波动(I)单元测验

第六周 波动(II)

第一讲 惠更斯原理 波的衍射和干涉

第二讲 驻波

第三讲 多普勒效应
波动知识点及典型题解析
多普勒效应演示

第六周 波动(II)单元测验

第七周  光的干涉 I

第一讲 光源  光的相干性

第二讲 光程、光程差与相干光强

第三讲  杨氏双缝干涉、劳埃德镜

第四讲  薄膜干涉 1--厚度均匀的薄膜的干涉

第七周  单元测验

第八周  光的干涉 II

第一讲  薄膜干涉2--劈尖

第三讲 迈克尔逊干涉仪

第二讲  薄膜干涉 3--牛顿环

第四讲  光的衍射及分类

第八周  单元测验

第九周  光的衍射

第一讲  单缝夫琅禾费衍射

第二讲  圆孔衍射  光学仪器分辨本领

第三讲  光栅衍射

第九周  单元测验
波动 (I) (II) 单元测试、单元作业解析
波动 (I) (II)单元 测试、单元作业解析

第十周  光的偏振  狭义相对论 I

第一讲 光的偏振现象  马吕斯定律

第二讲 反射光与折射光的偏振

第三讲  伽利略变换 经典时空观

第四讲  狭义相对论的基本假设 洛伦兹坐标变换
光学习题课-例题1
光学习题课-例题2
光学习题课-例题3
光学习题课-例题4
光学习题课-例题5
光学习题课-例题6

第十周 单元测验

第十一周 狭义相对论 II

第一讲 洛仑兹速度变换

第二讲 同时的相对性

第三讲 长度收缩和时间延缓

第四讲 狭义相对论动力学
狭义相对论习题课1
狭义相对论习题课 2
狭义相对论习题课 3
狭义相对论习题课 4
狭义相对论习题课 5

第十一周 单元测验

第十二周 量子力学基础(I)

第一讲 黑体辐射 普朗克能量子假设

第二讲 光电效应 光的波粒二象性

第三讲 康普顿效应
量子力学基础(I)知识点及典型题解析

第十二周 量子力学基础(I)单元测验

第十三周 量子力学基础(II)

第一讲 玻尔的氢原子理论

第二讲 德布罗意波 微观粒子的波粒二象性

第三讲 不确定关系
量子力学基础(Ⅱ)知识点及典型题解析

第十三周 量子力学基础(II)单元测验

第十四周 量子力学基础(Ⅲ)

第一讲 量子力学简介

第二讲 氢原子的量子理论

第三讲 电子的自旋 原子的壳层结构
量子力学基础(Ⅲ)知识点及典型题解析

第十四周 量子力学基础(Ⅲ)单元测验
量子力学基础  知识点总结与典型题详解
1、量子力学基础 知识点总结
2、黑体辐射、光电效应与康普顿效应 典型题详解
3、玻尔的氢原子理论与德布罗意波 典型题详解
4、波函数与原子的电子壳层结构 典型题详解

第十五周 期末复习(知识点总结)
狭义相对论 知识点总结
量子力学基础 知识点总结
波动知识点总结
热力学基础 知识点总结
气体动理论  知识点总结
波动光学 知识点总结

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。

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》、《光学》、《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、下册), 毛俊键、顾牡主编,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、光学、量子物理),张三慧编著,清华大学出版社
7、《新编基础物理学》 (上、下册),王少杰、顾牡主编,科学出版社
8、《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
9、Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Douglas C.Giancoli 原著,滕小英改编,高等教育出版社

常见问题

Q: 每周会有作业和测验吗?作业和测验什么时间截止?
A :  每周都会有针对所讲内容的作业和测验,帮助你检验一下对内容的掌握。截止时间会在每周的公告里详细说明。我们也会给一个时间表,便于你查看截止时间。
Q :  我在学习中有问题怎么办?
A :  如果你在学习中有疑问,可以在讨论区提出来。会有老师为你解答。而且,我们也针对每个模块做了典型题解答。

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