课程编码：034716

课程类别：公共课（必修）,

先修课程：高等数学

适用专业：能源与动力工程,

开课院部：电子工程与智能化学院

课程负责人：徐永钊

    大学物理C是高等教育的一门重要的公共基础课程，旨在使学生在了解自然、认识自然和研究自然方面增加一些系统性的基础物理知识。主要内容涵盖力学、电磁学、机械振动和机械波、波动光学等几大部分，是我校理工类各专业学生的一门重要的通识性必修基础课；也是本科生加强系统实验方法和实验技能训练的必要。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，是每一个高级应用型人才所必备的。
    大学物理C课程在为学生系统地打好必要的物理知识基础，培养学生树立科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生科学实验能力，培养学生的探索精神、创新意识、严谨的治学态度、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。

 

一、课程教学目标

    通过大学物理C的学习，培养学生拥有扎实的数理科学基础知识，并了解当前的物理学新成就。本学期主要教学目标包括：力学、静电场、稳定磁场、电磁感应、机械振动、机械波和波动光学等知识。具体目标如下：

    1.运动学：掌握有关运动学物理量，能借助于相关坐标系进行相关的运动学计算。

    2.动力学：掌握质点力学的主要规律，能用高等数学的方法进行相关分析和计算；掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法；理解刚体力学的相关概念；掌握刚体绕定轴转动的转动定律和转动动能定理。

    3.静电场：理解静电场的基本概念和性质，掌握已知具有某些特殊对称性电荷分布求场强和电势分布的方法，理解电势能的定义和计算。理解导体静电感应和静电平衡概念，理解导体静电平衡条件，理解电容器及其电容的概念。

    4.恒定磁场：理解磁感强度的概念，理解运用毕－萨定律计算磁感强度的方法，理解磁场的高斯定理，掌握安培环路定理以及用此定理求解具有某些特殊对称性磁场的方法，理解安培力和洛伦兹力，理解磁场对载流导体的作用。

    5.电磁感应：理解电磁感应现象，掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律，并能运用其分析较为简单的电磁感应问题，理解感生电场的概念，掌握动生电动势的计算方法。

    6.振动与波动学：掌握振动和波的各物理量（特别是相位）及各量间的关系；能根据给定的初始条件写出一维简谐振动的运动方程；掌握同方向、同频率的两个简谐振动的合成规律；理解机械波产生的条件；掌握由已知质点的简谐振动方程得出波函数，理解波形图线。了解惠更斯原理和波的叠加原理，理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。

    波动光学：掌握光的干涉现象的特征及其产生的条件，了解获取相干光的方法，掌握光的干涉加强和减弱的条件，理解杨氏双缝干涉、薄膜干涉、劈尖干涉，理解迈克耳逊干涉仪的构造；掌握单缝夫琅禾费衍射条纹的分布规律，理解半波带理论，了解光栅衍射图样的特点和成因，了解衍射对光学分辨率的影响，掌握光栅公式的应用。理解自然光、线偏振光和部分偏振光的区别和表示，掌握马吕斯定律及其应用。

二、课程支撑学生核心能力达成（可多选）：

    ■C1.掌握及应用数学、基础自然科学以及能源与动力工程专业知识的能力； 
    □C2.具有设计与执行实验，并通过分析与解释数据，研究能源动力系统问题的能力； 
    □C3.具备能源与动力工程领域所需技能、技术及使用现代工具的能力； 
    □C4.能源动力系统的开发、运行及控制的设计能力； 
    □C5.项目管理、有效沟通协调与团队合作能力； 
    □C6.发掘、分析与解决复杂工程问题的能力，并了解工程技术及解决方案对环境、社会及全球的影响； 
    □C7.认识科技发展现状与趋势，培养自主学习的习惯和持续学习的能力； 
    □C8.理解并遵守职业道德和规范、认知专业伦理，践行社会主义核心价值观。 
 

 

一、理论教学内容

1    运动的描述、质点运动的描述，圆周运动
2    牛顿定律、功、能及其守恒定律 、牛顿运动定律及其应用、动能定理及机械能守恒定律
3    动量定理及动量守恒定律、刚体的运动、动量定理及动量守恒定律，刚体的运动描述 
4    刚体的定轴转动定律、力矩与转动惯量、刚体的定轴转动定律及其应用
5    刚体定轴转动动能定理、刚体定轴转动时动能与功的计算、刚体定轴转动的动能定理
6    电场及电场强度 、库仑定律、静电场的性质、电场强度的定义和计算
7    静电场的高斯定理、高斯定理及其应用
8    静电场的环路定理、电势、静电场的环路定理、电势和电势分布的计算方法
9    静电场中的导体和电容、静电平衡、导体存在时的电场与电势的计算、电容
10   毕奥－萨伐尔定律、磁场的环路定理，磁场对载流导体的作用、磁场与磁感强度、磁感线、安培环路定理及应用、安培定律、霍尔效应
11   法拉第电磁感应定律、动生电动势、感生电动势、法拉第电磁感应定律、楞次定律、动生电动势、感生电动势
12   振动的描述及旋转矢量、振动的合成与振动的能量、谐振方程及其特征参数、谐振的旋转矢量表示法、谐振的能量与谐振的合成
13   波的描述与波函数、平面简谐波、惠更斯原理、波函数的形式及物理意义
14   波的衍射和波的干涉、光的波动现象、杨氏干涉、波的衍射
15   薄膜干涉、劈尖干涉、迈克尔逊干涉仪 
16   衍射、圆孔和光栅衍射、夫琅禾费单缝衍射、半波带理论、光栅衍射
17   光的偏振、偏振现象、马吕斯定律

二、实验教学内容

实践教学进程
实验项目名称	学时	重点与难点	实验项目类型	教学方式	核心能力支撑
实验准备及数据处理	2	实验安排；误差处理	A验证	课堂教学	C1
刚体转动惯量的测定	3	间接量的测定	A验证	实验	C1
气垫导轨验证动量守恒定律	3	不同碰撞情况下的验证	A验证	实验	C1
不良导体热导率的测定	3	测量不良导体的热导率	A验证	实验	C1
霍尔效应	3	霍尔效应；对称测量法	A验证	实验	C1
光栅衍射光谱及光波波长的测定	3	光栅衍射	A验证	实验	C1
偏振光分析	3	光的偏振现象，马吕斯定律，1/2波片	B综合性实验	实验	C1

 

 

 

1、平时成绩：课堂测试、作业，5%；
2、实验（实训）：每次实验均按预习、操作、实验报告三部分计分；未完成全部必做实验并提交实验报告的学生，不能参加期末考试，该门课程的总成绩以零分记，15%；
3、期中测试（闭卷）：（1）评价标准：试卷参考解答。（2）要求：能灵活运用所学知识和方法进行求解，独立、按时完成题目的解答，30%；
4、期末考试（闭卷）：（1）评价标准：试卷参考解答。（2）要求：能灵活运用所学知识和方法进行求解，独立、按时完成考试。（平时考勤缺席3次者，不能参加期末考试），50%。
 

一、学习建议：

    课前适当预习、上课认真听讲、课后独立推演课本例题、独立完成作业题、做好每章节的小结。

二、​教学参考资料：
    1、《物理学原理在工程技术中的应用》，马文蔚，高等教育出版社（2006年6月第三版）
    2、《普通物理学》，程守洙，江之永主编，高等教育出版社(2008第六版)
    3、 网络学堂：dxwl.dgut.edu.cn