《大学物理》Ⅲ教学大纲课程性质：必修课课程类型：基础课适用专业：农学、植保、生技、生科、园林、动医、水产等专业课程总学时： 60学时，其中理论教学40学时，实验教学20学时。

学分：3学分教学大纲说明（一）课程的性质、教学目的与任务物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、最普遍的运动形式（机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）及它们之间相互转化的科学。

物理学的内容丰富、涉及面广，对培养大学生的综合素质，尤其是在培养大学生的科学素质方面具有重要作用。

物理学原理及生物应用的教学目的与任务是：1．培养学生实事求是的科学态度和辩证唯物主义的世界观。

了解各种理想物理模型并能根据物理概念、问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化。

2．培养学生基本的科学素质，使之能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书和文献资料，并能理解其主要内容和写出条理较清楚的笔记、小结或读书心得。

3．培养学生科学的思维方法，使其学会运用物理学的原理、观点和方法，研究、计算或估算一般难度的物理问题，并能根据单位、数量级和与已知典型结果，判断结果的合理性。

4．培养学生对所学知识的综合及运用能力，并打下在生命科学研究中或生产实践中运用物理学的原理、方法和手段解决问题的基础，增强学生毕业后对所从事工作的适应能力。

（二）课程教学的基本要求1．通过本课程的教学，应使学生对课程中的基本概念、基本原理、基本方法有比较全面而系统的认识与理解，并具有初步应用的能力。

了解物理学前沿发展情况及物理学基本原理在生命科学和农业生产中的应用。

2．农、林、生物类本科各专业的物理教学应贯彻“以应用为目的，基本够用为度”的原则，适当降低对计算能力的要求。

3．课程教学应充分注意到物理学与农、林、生物科学的密切结合，力争反映农科物理的特点。

（三）本课程与其它课程的关系鉴于对高等数学的需要，本课程适宜在第二学期或第三学期开课。

作为一门基础课，本课程所学的知识将在动物生理学、生物化学等课程中得到应用，希望后续课程注意与本课程的衔接。

理论部分教学大纲(一)各章内容要点及教学基本要求第一章力学基础内容要点：质点力学中的几个基本概念; 理想流体的连续性原理和伯努力方程及其应用; 粘滞流体的运动规律; 液体的表面性质。

基本要求：1．掌握理想流体稳定流动的连续性方程及伯努力方程。

2．了解粘滞液体的泊肃叶公式、斯托克斯定律和牛顿粘滞定律。

3．理解液体表面张力的概念及弯曲液面压强差公式，了解弯曲液面内外的压强差。

4．了解毛细现象及其在生物学中应用。

第二章振动和波动内容要点：简谐振动的方程，同方向同频率简谐振动的合成，互相垂直简谐振动的合成；波动方程，波的干涉及衍射；基本要求1．掌握描述简谐振动的物理量和简谐振动方程。

2．理解简谐振动的速度、加速度、能量。

3．掌握描述简谐波的物理量及波动方程。

4．掌握波的相干条件。

第三章气体动理论内容要点：气体分子运动论，理想气体压强公式和温度公式；能量按自由度均分原理，理想气体内能；麦克斯韦速率分布。

基本要求1．掌握理想气体的压强公式、温度公式。

2．理解自由度的概念和能量均分原理，掌握理想气体内能。

3．理解麦克斯韦速率分布律及三种速率的公式。

4．了解波耳兹曼能量分布第四章热力学基础内容要点：热力学第一定律的数学表述及其物理意义；气体摩尔热容；可逆过程，绝热过程，循环效率，卡诺循环；热力学第二定律的两种表述，热力学第二定律的统计意义；熵增加原理，生命系统与负熵。

基本要求1．掌握热力学第一定律及其在理想气体等值过程中的应用。

2．理解理想气体绝热过程。

3．了解循环过程，热机、致冷机的工作原理。

4．理解热力学第二定律的两种表述，了解其统计意义。

5．理解熵和熵增加原理。

第五章电场内容要点：库仑定律，电场强度；高斯定理及其应用；电势及电势叠加原理；电介质的极化。

基本要求：1．理解电场强度和电势的概念，了解电偶极子及其电场分布规律；2．掌握高斯定理，应用高斯定理计算对称性极好的电场分布；3．了解电介质的极化规律。

第六章磁场内容要点：磁场的产生，磁感应强度；毕奥—萨伐尔定律；安培环路定理及其应用，磁场对电流的作用；物质的磁性。

基本要求1．理解磁场的产生和磁感应强度的概念；2．理解毕奥—萨伐尔定律，了解载流直导线及圆形电流的磁场分布规律；3．掌握安培环路定理，应用于计算对称性极好的磁场分布；4．理解磁矩的概念和磁场对运动电荷的作用；第七章电磁场内容要点：法拉第电磁感应定律，麦克斯韦方程组；电磁波谱；X射线及其应用。

基本要求：1．了解电磁场的基本规律；2．理解电磁波，掌握电磁波谱；3．了解X射线的特点和应用。

第八章波动光学内容要点：光度学和色度学基本概念；双缝干涉，薄膜干涉；单缝衍射，光栅衍射；马吕斯定律；常用光学仪器的基本原理。

基本要求：1．了解光通量和视觉灵敏度的概念；理解三基色原理；2．理解相干光的获得及半波损失的概念，掌握光程和光程差；3．理解双缝干涉，掌握薄膜干涉原理及应用；4．理解单缝、圆孔衍射和衍射光栅，掌握光学仪器的分辨率；5．了解自然光和偏振光的概念和偏振光的获得，掌握马吕斯定律及应用；6．了解旋光现象和旋光色散及其在生命科学中的应用；7．了解光学仪器的基本原理；第九章量子物理基础内容要点：光电效应实验规律；不确定关系，粒子的波动性；氢原子的结构和氢原子光谱；电子的自旋和原子的壳层结构；激光的特性及应用，激光生物效应；高技术物理仪器简介（如单色仪、色谱仪、核磁共振仪、扫描隧道显微镜）。

基本要求1．掌握光电效应的实验规律以及爱因斯坦光量子理论对光电效应的解释；2．掌握光的二象性；理解物质波的概念；3．掌握不确定度关系，能计算物质波的波长；4．了解波函数的物理意义和薛定谔方程；5．理解原子的能级结构，了解氢原子光谱；6．理解四个量子数及原子的壳层结构；7．理解激光原理，了解激光的特性及其生物效应；8．了解光谱技术在生命科学中的应用；9．了解扫描隧道显微镜的基本原理及其在生命科学中的应用。

（二）使用教材及主要参考书使用的教材：《大学基础物理学》，金仲辉主编，农业科技出版社。

《大学物理概论》，霍炳海等主编，天津大学出版社。

主要参考书：《大学物理》李肃华等人主编，吉林科技出版社，1996年5月。

《物理学原理及生物应用》，胡玉才、汪静主编，内蒙古大学出版社(三) 教学时数分配表大学物理Ⅲ一般为考查课，成绩主要是由期末结课考查（按考查课要求进行）及平时成绩，再加实验成绩几部分构成，期末结课考查成绩占60%—70%，平时占10%，实验成绩占20%—30%。

实验部分教学大纲一、实验内容与要求本大纲的实验项目教学总学时数20学时。

项目一、绪论（误差基本理论与有效数字）（3学时）教学目的与要求1、掌握误差和误差运算基本理论；2、掌握实验数据记录方法和有效数字的运算规则；3、了解物理实验的操作规范和实验基本程序；4、掌握物理实验报告的写法。

项目二、长度测量（2学时）教学目的与要求1、了解游标卡尺与螺旋测微器的结构；2、了解提高准确度的措施和方法，掌握游标卡尺与螺旋测微器的读数原则；3、掌握游标卡尺与螺旋测微器的使用方法。

教学重点与难点游标卡尺与螺旋测微器的基本结构、读数原理、使用方法。

教学方法讲练结合法。

仪器设备游标卡尺（0.02mm），螺旋测微计（0.01mm）。

项目三、物体密度测定（3学时）教学目的与要求1、了解物理天平的基本结构和工作原理；2、掌握测定物体密度的方法。

教学重点与难点1、物理天平使用；2、测定固体、液体密度的方法。

教学方法讲练结合法。

仪器设备物理天平，比重瓶。

项目四、自由落体法测定重力加速度（2学时）教学目的与要求1、了解自由落体仪的结构与工作原理；2、掌握自由落体法测定重力加速度的方法；3、学会精确测量微小时间的方法。

教学重点与难点：1、自由落体法测定重力加速度的原理和方法；2、光电计时的方法。

教学方法讲练结合法。

仪器设备自由落体仪，毫秒计，记时-记数-记频仪。

项目五、静电场模拟及描绘（2学时）教学目的与要求：1.了解电流场测定仪的基本结构及基本原理；2.掌握模拟静电场的方法；3.掌握正确使用电流场测定仪的方法。

教学重点与难点1.模拟静电场的方法和直流电桥平衡原理的2.无限长圆柱体的等势线的模拟与描绘；3.推导计算电场强度及电势表达式。

教学方法讲练结合法。

仪器设备静电场实验仪，电压表（或电流计）。

项目六、等厚干涉--劈尖（或牛顿环）（3学时）实验目的与要求1、读数显微镜的基本结构与基本工作原理；2、观察与研究等厚干涉现象及规律；3、掌握用劈尖装置测量微小厚度的方法；4、掌握用牛顿环装置测量透镜面的方法。

教学重点与难点1、观察等厚干涉条纹；2、学习测量微小长度的方法；3、正确操作读数显微镜；4、测量透镜曲率半径的方法。

教学方法讲练结合法。

仪器设备读数显微镜，钠光灯，劈尖，牛顿环。

项目七、分光计的调节与使用（3学时）教学目的与要求1、了解分光计的基本结构与各部件的作用；2、学会分光计的调整和使用方法；3、测量三棱镜的顶角。

教学重点与难点1、分光计的调整与使用方法；2、分光计测量角度。

教学方法讲练结合法。

仪器设备分光计，钠光灯，三棱镜。

项目八、磁场的测量（2学时）实验目的与要求1、学习用霍尔效应测量磁场的原理和方法；2、学习用霍尔器件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。

教学重点与难点1、霍尔电压的对称测量法；2、测绘轴向磁感应强度分布（B-X 曲线）；3、实验仪器的接线规则；4、S H HH H S H H I K V B d R K B I K V ⋅==⋅⋅=；；的含义和计算。

教学方法讲练结合。

仪器设备TH-S 霍尔效应-螺线管磁场实验组合仪 二、实验教学设备与设施为了保证大学物理学实验教学任务的顺利完成，学校应设有符合教学要求的学生实验室、仪器室、实验准备室和演示实验室，并配有演示实验和学生实验需要的全部仪器。

学生实验应每人一套或二人一套，以便实验时每个学生能同时独立操作或轮换操作。

由一名任课老师巡回指导。

同时，教师应指导和帮助实验管理员对教学设备经常进行检验和维护，做好修养工作，切实保证实验的正常进行。

三、物理实验考核方法物理实验课的考核分以下二部分：第一部分为学生平时成绩，主要考查学生平时实验的表现，如是否对实验原理能正确理解，是否能正确规范操作实验仪器；实验数据是否准确、规范、完备；是否能够写出较为完备的实验报告等。

此部分成绩占本门课程的10—15%。

第二部分为实验理论的考查，一般采用和理论试卷统一考试的形式。

主要内容包括设计实验方案；正确选用实验仪器；论述实验原理；解释实验现象；有效数字和误差的基本运算等等。

此部分占本试卷总分数的10—15%左右。