大学物理2 (电磁学、光学和量子物理)(自主模式)

自主模式

  • 什么是随堂模式?

    随堂模式课程一般为每学期一轮次,课程每周更新,作业、考试有截止时间,由课程提供方老师、助教指导,课程完结,成绩由老师确认后,统一发放证书。

  • 什么是自主模式?

    自主模式课程常年开放加入,课件全部开放,作业、考试无截止时间,有学堂在线招募选拔的助教指导,考核通过即可自动获得证书。

国家级精品

来自于: 清华大学 | 分类: 物理(205)

课程描述

大学物理是面向工科院系1、2年级本科生的物理基础课程, 大学物理2包括电磁学、光学和量子物理三部分内容。 在清华这个课程大致需要58课堂学时(1学时 = 45分钟)。

什么是认证证书?
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实名认证
权威性
纸质证书
付费购买
免费赠送

课程简介

大学物理2(电磁学、波动光学和量子物理基础)是大学物理1 (力学、热学) 的续篇, 有一定关联性。比如,光学要用到振动和波动章节中的知识。其它内容也会涉及力学的概念,或者热学的概念,所以最好是学了大学物理1后再学大学物理2比较合适。如果过去学过一些力学和热学的概念和知识,也可以直接学大学物理2。

大学物理2中电磁学部分涵盖了电磁学的基本内容,但因为学时限制只涉及最基本的概念和知识。光学部分主要讲干涉、衍射和偏振内容。量子物理部分其实只是量子物理的初步入门,介绍量子物理的最基本概念。学习量子物理时,我们会发现前面学过的有些经典概念可能是错的,这种情况可能还不少。这不是说前面学的白学了,经典物理概念有它适用的一面,也有其局限的一面。后面还简单介绍原子、固体以及原子核,主要用量子物理的概念,了解和认识它们的结构以及特性。

同大学物理1一样,我们把内容分成:基本内容(不带星号),单星号内容以及双星号内容。清华以外的同学只要求基本内容,当然如果本人愿意,也可以与清华同学一样要求,即,除了这些基本内容外,还要求掌握单星号内容。双星号内容则是额外内容。

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课程章节

WEEK1
电荷和库仑定律
电场及叠加原理,电偶极子
高斯定律
本周作业
WEEK2
静电场环路定理、电势和叠加原理
静电能
导体静电平衡
本周作业
WEEK3
导体周围电场
静电屏蔽
电容及电容器
电介质
极化强度矢量,极化电荷
本周作业
WEEK4
极化规律、电位移矢量
有介质时静电场能量
电流密度、稳恒电流和稳恒电场
电动势、欧姆定律的微分形式及基尔霍夫定律
电流微观图像和暂态过程
本周作业
WEEK5
洛仑兹力、磁感应强度
毕-萨-拉定律、磁场叠加原理和磁场高斯定理
静磁场环路定理
安培力和霍尔效应
本周作业
WEEK6
载流线圈在均匀磁场中受的磁力矩、磁矩
磁介质对磁场的影响和原子磁矩
磁化强度矢量、磁化电流和磁场强度H及其环路定理
本周作业
WEEK7
铁磁介质和简单磁路
法拉第电磁感应定律
动生电动势和感生电动势、感生电场和涡流
自感和互感
本周作业
WEEK8
暂态过程和磁场能量
磁场和电场的相对性
位移电流和麦克斯韦方程组
电磁波、坡因廷矢量和光压
本周作业
WEEK9
波动光学—引言
杨氏双缝干涉、相干光
光源及发光性质
光程、等倾和等厚干涉
迈克耳逊干涉仪
本周作业
WEEK10
衍射现象、单缝夫琅禾费衍射
光栅衍射
光学仪器分辨本领
X射线晶体衍射
本周作业
WEEK11
光的偏振状态和偏振片
反射和折射光偏振
晶体双折射、波片
偏振光干涉、人工双折射和旋光
量子物理诞生和黑体辐射
本周作业
WEEK12
光电效应、光子和康普顿效应
物质波、波函数和概率密度
不确定性关系
薛定谔方程
一维无限深势阱
本周作业
WEEK13
一维问题
氢原子能级和角动量
电子自旋、费米子和泡利不相容原理
本周作业
WEEK14
X射线、激光、分子光谱简介
固体电子气模型和量子统计
能带模型
本周作业
WEEK15
半导体和PN结
原子核性质、核磁共振
放射性和衰变规律
结合能、核力
粒子物理简介
本周作业
期末考试
期末考试题Part1
期末考试Part2
期末考试Part3

授课教师

  • 安宇 清华大学 物理系 教授

    安宇,教授,博士生导师。长期从事基础物理教学工作,是清华大学大学物理课程负责人,清华大学教学顾问组专家,2013国家精品资源共享课清华大学大学物理课程团队负责人。2000年获清华大学青年教师优秀教学奖,2013年获北京市教学名师奖。发表研究论文50多篇,在声空化领域的国际会议上多次做邀请报告。

  • 陈信义 清华大学 物理系 教授

    陈信义,博士,教授,主讲大学物理(128学时)、物理学导论(80学时)和量子力学(64学时)等课程,2011年退休。曾获第四届高等学校教学名师奖(2008年),国家级教学成果二等奖(2001年),北京市高等教育教学成果一等奖(2001年)和二等奖(2013年)等。主编教材《大学物理教程(第2版)》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,北京高等教育精品教材。研究方向为核物理,曾在美国Brookhaven国家实验室访问研究两年。现任北京物理学会常务理事,北京高校物理教学研究会秘书长。

  • 张留碗 清华大学 物理系 教授

    张留碗,博士,教授,博士生导师,清华大学实验物理教学示范中心主任。2000-2002年赴美国德州大学奥斯汀分校物理系访学,曾获评为教育部新世纪优秀人才。主讲大学物理。

  • 吴念乐 清华大学 物理系 副教授

    吴念乐,1970年清华大学电机系本科毕业,1975年清华大学基础课激光研究生班毕业,1970年3月至今在清华大学物理系工作。1992年至1993年为德国Stuttgart大学IFSW研究所的访问学者,1997年至1998年为德国Fraunhofer激光技术研究所的客座研究员。1999年晋升为教授,同年任博士生导师。现任清华大学高等研究院副院长,中国物理协会教学委员会副主任,国际物理教学委员会(ICPE)委员。主要研究领域:激光物理,非线性光学与激光器件。

  • 李岩松 清华大学 物理系 副教授

    李岩松,1975年生人,2003年博士毕业于清华大学物理系并留校任教,副教授,主讲 大学物理B,物理系概论,复变函数,数理方程的课程。

  • 蒋硕 清华大学 物理系 副教授

    蒋硕, 副教授, 美国芝加哥大学化学系博士,美国宾州州立大学物理系博士后。 在清华大学物理系主讲基础物理原理与实验一 (力学与狭义相对论);基础物理原理与实验三(光学与量子初步)。 基原三也是教育部双语教学示范课程。 上述课程主要教学对象为物理系本科学生。

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常见问题

请问教材和参考书是什么?

教材:(1)《大学物理学》(电磁学),2008年,第三版,张三慧 编著,清华大学出版社出版。(2)《大学物理学》(光学、量子物理),2008年,第三版,张三慧 编著,清华大学出版社出版。参考书:1.《大学物理学》(学习辅导与习题解答) 2009年, 第三版,张三慧 编著,清华大学出版社出版。2.《大学物理学》(习题讨论课指导)(上、下),2006年, 第二版,沈慧君、王虎珠,清华大学出版社出版。3.《电磁学与电动力学》上册,2008年, 第一版,胡友秋、程福臻、叶邦角,科学出版社出版。4.《Fundamentals of PHYSICS》,Extended,2001,6th ed., D.Halliday, R.Resnick, J.Walker, John Wiley&Sons. Inc.

课程成绩如何构成?

课堂练习(20%);课后作业(20%);参与讨论情况(10%);考试( 电磁学25% + 光学9% +量子物理16% = 50%)。

星号内容考试吗?

对于清华外学生,作业和考试范围只覆盖没有星号的内容。对于清华的学生,单星号的内容与不打星号的一样要求。双星号内容则是额外的,不考试。