前言物理學(xué)是自然科學(xué)中的基礎(chǔ)學(xué)科，是支撐先現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要支柱。物理學(xué)的基本理論和研究方法以逐步滲透到化學(xué)、電子信息和生命科學(xué)等學(xué)科的前沿領(lǐng)域，并極大地影響了這些學(xué)科的發(fā)展方向。因此，為大學(xué)本科學(xué)生系統(tǒng)講授物理學(xué)的基本理論和最新發(fā)展，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)，是大學(xué)物理教學(xué)的主要任務(wù)。本大綱于2002年2月制定，它適用于同濟大學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)院建筑工程、交通工程、環(huán)境工程和信息工程等本科專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)。在教學(xué)過程中，大綱要求在系統(tǒng)講授物理學(xué)經(jīng)典理論的同時，著重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)世界觀和科學(xué)方法論。本大綱也適當提高了對量子力學(xué)的教學(xué)要求，因為它是學(xué)生將來從事生命科學(xué)和信息科學(xué)等領(lǐng)域的科研工作所必要的自然科學(xué)基礎(chǔ)。理論教學(xué)內(nèi)容及基本要求教學(xué)內(nèi)容包括力學(xué)基礎(chǔ)、機械振動與機械波、分子動理論與熱力學(xué)、電磁學(xué)、波動光學(xué)、近代物理，共六個部分。各知識點相應(yīng)的基本要求分為三級：掌握、理解和了解。凡屬了解的內(nèi)容不要求定量計算。第一篇力學(xué)的物理基礎(chǔ)（一）質(zhì)點運動學(xué)理解運動的絕對性和描述運動的相對性。掌握描述質(zhì)點運動的物理量：位置矢量、位移、速度和加速度。掌握由運動方程求運動質(zhì)點的位置、位移、速度和加速度，由速度或加速度和初始條件建立運動方程。掌握運動的疊加原理。掌握法向加速度和切向加速度的概念，并用來處理質(zhì)點的圓周運動。理解角位置、角位移、角速度的概念及角量和線量之間的關(guān)系。掌握勻速率和勻變速率圓周運動的角量描述及計算。（二）質(zhì)點動力學(xué)的基本定律掌握牛頓運動定律的物理內(nèi)容。掌握力的概念和力學(xué)中常見的三種力，掌握運用隔離體法分析物體受力情況。掌握運用牛頓定律解題的思路和方法。（三）機械能守恒定律掌握功和功率的定義，并會計算恒力和變力的功。理解動能的概念，掌握質(zhì)點動能定理及其應(yīng)用。理解保守力的功、勢能的概念，掌握重力勢能和彈性勢能。掌握系統(tǒng)功能原理及其應(yīng)用。掌握機械能守恒定律及其應(yīng)用。（四）動量守恒定律理解沖量和動量的概念，掌握質(zhì)點動量原理及其應(yīng)用。掌握系統(tǒng)動量守恒的條件，及動量守恒定律，并能用來求解一維問題。掌握彈性碰撞、非彈性碰撞和完全非彈性碰撞的特點，并能綜合運用機械能守恒和動量守恒定律處理簡單的碰撞問題。（五）剛體的定軸轉(zhuǎn)動理解剛體模型及其運動形式。掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動的角量描述、角位置、角速度和角加速度的定義、角量的方向、角量與線量的關(guān)系，剛體作勻角速度、勻角加速度定軸轉(zhuǎn)動的運動學(xué)方程。理解力矩和轉(zhuǎn)動慣量的概念，掌握剛體的轉(zhuǎn)動定律，并能結(jié)合牛頓運動定律解簡單的剛體、質(zhì)點組動力學(xué)問題。理解沖量矩和角動量概念，掌握角動量原理及其簡單應(yīng)用。掌握角動量守恒定律的內(nèi)容和適用條件，并會用來求解具體問題。理解力矩的功和定軸轉(zhuǎn)動的動能定理及其應(yīng)用。第二篇機械振動和機械波（一）機械振動掌握簡諧振動的運動學(xué)和動力學(xué)的特征和定義。掌握簡諧振動的運動方程及其表達式，以及表達式中各量的物理意義，掌握振幅A、圓頻率，頻率、周期T、初相、相位和相位差的概念，以及簡諧振動的旋轉(zhuǎn)矢量表示法。能根據(jù)簡諧振動表達式或振動圖線求出A、和，或由給定的初始條件寫出簡諧振動表達式，并繪出振動圖線。理解簡諧振動的速度、加速度，以及簡諧振動的位置、速度和加速度之間的相位關(guān)系。掌握簡諧振動的能量特征。了解阻尼振動、受迫振動，理解共振現(xiàn)象。理解兩個同方向同頻率簡諧振動的合成，并會借助于旋轉(zhuǎn)矢量圖示法來研究。了解兩個相互垂直的簡諧振動的合成和李薩如圖形。（二）機械波了解機械波的產(chǎn)生和傳播機理，振動與波動的區(qū)別與聯(lián)系，理解縱波和橫波的區(qū)別，了解波的幾何描述，波線、波陣面、平面波和球面波的概念。掌握波長、頻率、周期T和波速的概念，以及它們之間的關(guān)系。掌握平面簡諧波的波函數(shù)及其物理意義，由給定波函數(shù)確定波長（）、頻率（）、周期（T）和波速（），并掌握建立平面簡諧波的波函數(shù)的方法。理解波的能量特征，理解能流和能流密度的概念。理解惠更斯原理。理解波的疊加原理，掌握相干波的條件，兩列波的相位差和波程差的概念及其相互關(guān)系，兩列相干波相干疊加的加強或減弱的條件；理解駐波的特征，波節(jié)和波腹的概念，了解駐波方程，理解半波損失的概念。第三篇氣體分子運動論和熱力學(xué)基礎(chǔ)（一）氣體分子運動論理解分子運動論的基本內(nèi)容及其研究方法。理解理想氣體的定義。理解平衡態(tài)、平衡過程的概念，以及在P-V圖上的表示；掌握描述氣體（平衡態(tài)）狀態(tài)的參量，掌握理想氣體狀態(tài)方程。了解理想氣體分子運動模型（微觀），推導(dǎo)理想氣體壓強公式的物理思想；掌握氣體的壓強公式，理解其統(tǒng)計意義。掌握溫度與分子平均平動動能之間的關(guān)系，理解溫度的統(tǒng)計意義。理解自由度的概念，掌握能量按自由度均分原理及理想氣體的內(nèi)能，并會計算。理解麥克斯韋分子速率分布曲線的物理意義，分布曲線與溫度的關(guān)系。掌握三種統(tǒng)計速率（方均根速率，最概然速率，平均速率）的概念及計算。了解氣體分子碰撞的統(tǒng)計規(guī)律，平均碰撞次數(shù)和平均自由程的概念。了解氣體的遷移現(xiàn)象：內(nèi)摩擦現(xiàn)象，熱傳導(dǎo)現(xiàn)象，擴散現(xiàn)象。了解真實氣體的等溫線和范德瓦耳斯方程。（二）熱力學(xué)基礎(chǔ)掌握熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能、功和熱量的概念，掌握熱力學(xué)第一定律及其物理意義。掌握熱力學(xué)第一定律在理想氣體各種等值過程中的應(yīng)用，理解熱容量，定容摩爾熱容，定壓摩爾熱容的概念。掌握熱力學(xué)第一定律在絕熱過程中的應(yīng)用。理解循環(huán)過程的特點，掌握簡單循環(huán)過程效率的計算，理解卡諾循環(huán)的特點，卡諾循環(huán)效率的計算。了解可逆過程和不可逆過程的特點及卡諾定理，理解熱力學(xué)第二定律的兩種表述的物理意義及其等效性，了解熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義。第四篇電磁學(xué)（一）靜電學(xué)掌握電荷守恒定律和庫侖定律。掌握電場強度的定義，點電荷場強公式和場強疊加原理，并利用它們計算簡單幾何形狀的帶電體的場強分布。理解電力線、電通量的概念。掌握高斯定理及運用高斯定理求對稱性電場的場強分布。理解電場力做功的特點，掌握電場強度的環(huán)流定理。掌握電勢能、電勢和電勢差的概念。掌握點電荷的電勢公式和電勢疊加原理，能用來計算簡單幾何形狀帶電體的電勢。理解等勢面和電勢梯度的概念。掌握導(dǎo)體靜電平衡的條件，導(dǎo)體上電荷分布，導(dǎo)體空腔的靜電特性及靜電屏蔽原理。了解電介質(zhì)的極化現(xiàn)象。掌握介質(zhì)中的高斯定理及其應(yīng)用。掌握電容器電容的定義。掌握電容的計算及電容器的能量公式。理解靜電場的能量和能量密度的概念及計算。（二）穩(wěn)恒電流理解形成穩(wěn)恒電流的條件，電流強度、電流密度的定義，電流的連續(xù)性方程。掌握歐姆定律，理解其微分形式，掌握電流的功和功率，焦耳—楞次定律，理解其微分形式，掌握電流的功和功率，焦耳—楞次定律，理解其微分形式。掌握電動勢的概念，掌握全電路歐姆定律。（三）穩(wěn)恒電流的磁場了解基本磁現(xiàn)象及分子電流的假設(shè)。掌握磁感應(yīng)強度的概念。掌握畢奧—薩伐爾定律，并能計算簡單幾何形狀的電流所激發(fā)的磁場的磁感應(yīng)強度，理解運動電荷激發(fā)的磁場。理解磁力線的概念，掌握磁場能量的概念。掌握磁場中的高斯定理和安培環(huán)路定律。掌握安培定律的物理意義，能求一些典型載流導(dǎo)體所受的力。理解磁矩的概念，掌握載流導(dǎo)體線圈在均勻磁場中所受的力矩。掌握洛侖茲力公式及其應(yīng)用，計算帶電粒子在磁場中的受力和運動規(guī)律，掌握帶電粒子在電磁場中的運動規(guī)律。了解鐵磁質(zhì)、磁滯回線的概念。（四）電磁感應(yīng)理解電磁感應(yīng)的基本現(xiàn)象。掌握電磁感應(yīng)的兩條基本定律：法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律，并會利用楞次定律判定感應(yīng)電動勢（或感應(yīng)電流）的方向，利用法拉第電磁感應(yīng)定律求感應(yīng)電動勢的大小，以及感應(yīng)電流和電量。掌握在磁場中運動導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生動生電動勢的計算。了解產(chǎn)生動生電動勢的微觀機理。理解在磁場中轉(zhuǎn)動線圈產(chǎn)生的動生電動勢及其特點。理解感生電動勢，渦旋電場的概念，會計算和判別簡單情況下渦旋電場的大小與方向和感生電動勢的大小與方向。了解自感和互感現(xiàn)象，理解自感和互感系數(shù)的定義，掌握自感和互感的計算。了解渦電流的形成及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。理解磁場能量和能量密度的概念及計算。（五）電磁場理論理解位移電流的概念。理解麥克斯韋方程組的積分形式。了解電磁場的物質(zhì)性。第五篇波動光學(xué)（一）光的干涉了解原子發(fā)光的特點，理解光的單色性和相干性，獲得相干光的方法。掌握楊氏雙縫干涉的條件，條紋分布規(guī)律和特征，并會計算。掌握光程、光程差和半波損失的概念，理解等傾干涉條紋的特征，理解增透膜和增反膜的作用。理解等厚干涉的形成，掌握光線垂直入射到劈尖、牛頓環(huán)等裝置所形成的等厚干涉條紋的計算。了解邁克爾遜干涉儀原理及其應(yīng)用。（二）光的衍射了解光的衍射現(xiàn)象，理解惠更斯—菲涅耳原理。掌握用半波帶法分析并計算單縫夫瑯和費衍射的衍射花樣的特征。掌握光柵光譜的特點和光柵方程，并能進行計算。了解倫琴射線和晶格衍射的布拉格公式。（三）光的偏振理解自然光和偏振光的概念，掌握自然光、部分偏振光和偏振光的圖示方法。理解運用偏振片的起偏和檢偏，掌握馬呂斯定律，并會用其計算線偏振光的光強。理解反射和折射時光的偏振現(xiàn)象，掌握布儒斯特定律。了解光的雙折射現(xiàn)象。了解線偏振光，橢圓偏振光和圓偏振光的概念。了解偏振光的干涉和應(yīng)用。第六篇近代物理（一）狹義相對論基礎(chǔ)掌握狹義相對論的基本原理。掌握洛侖茲變換和狹義相對論的時空觀。掌握相對論運動學(xué)問題的計算。了解相對論的動力學(xué)方程，掌握相對論質(zhì)速關(guān)系和質(zhì)能公式。（二）量子物理理解平衡熱輻射、輻出度、單色輻出度、絕對黑體的概念。掌握黑體輻射的兩個經(jīng)典實驗定律，理解普朗克能量子假設(shè)和普朗克公式。理解光電效應(yīng)的實驗定律和用經(jīng)典物理理論解釋的困難。掌握愛因斯坦的光量子理