提綱挈領(lǐng)地學(xué)習(xí)大學(xué)物理（下）

王 莉

（沈陽工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)部）

經(jīng)過一個(gè)學(xué)期《大學(xué)物理（上）》的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生已經(jīng)適應(yīng)了大學(xué)物理課程的節(jié)奏，加上已經(jīng)學(xué)習(xí)完了高等數(shù)學(xué)的課程，也為大學(xué)物理下冊(cè)的學(xué)習(xí)打好了基礎(chǔ)。

大學(xué)物理下冊(cè)主要研究的是電磁學(xué)、光學(xué)和量子物理基礎(chǔ)。下面按照章節(jié)說起。

電磁學(xué)包括電和磁以及電磁感應(yīng)三部分，電學(xué)和磁學(xué)既有相同之處又有不同，學(xué)好了電學(xué)才能學(xué)好磁學(xué)，反之，電學(xué)掌握不好磁學(xué)就易混淆。

靜電場(chǎng)由兩部分組成，分別是真空中的靜電場(chǎng)以及電解質(zhì)中的靜電場(chǎng)。電學(xué)部分的重要物理量是電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)。主要物理模型是點(diǎn)電荷和勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)定律是庫(kù)倫定律，兩個(gè)重要定理分別是高斯定理和安培環(huán)路定理。兩個(gè)定理應(yīng)用了高數(shù)中通量和環(huán)流的概念，通過兩個(gè)定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式，理解靜電場(chǎng)是一種真實(shí)的客觀存在的物質(zhì)，是有源無旋場(chǎng)。電場(chǎng)的能量?jī)?chǔ)存在電場(chǎng)中而非電容中。電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用。

穩(wěn)恒磁場(chǎng)也分成兩部分，分別是真空中的恒定磁場(chǎng)和磁介質(zhì)中的恒定磁場(chǎng)。磁學(xué)部分的重要物理量是磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，主要物理模型是無限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。重要實(shí)驗(yàn)定律是比奧薩法爾定律（與電場(chǎng)中庫(kù)侖定律類比），重要定理是磁場(chǎng)中的高斯定理和安培環(huán)路定理，通過磁場(chǎng)中上述兩定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式，理解穩(wěn)恒磁場(chǎng)是有旋無源場(chǎng)。磁場(chǎng)對(duì)放入其中的運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。磁場(chǎng)對(duì)單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷的作用稱為洛倫茲力，對(duì)大量定向運(yùn)動(dòng)電荷的作用稱為安培力。值得注意的是大學(xué)物理上冊(cè)中學(xué)習(xí)的右手螺旋定則，在磁學(xué)部分有大量應(yīng)用。

電磁感應(yīng)部分，高中已經(jīng)學(xué)過楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律。難點(diǎn)在于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分成了感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)是非靜電力的做功，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是洛侖茲力充當(dāng)非靜電力，感生電動(dòng)勢(shì)是感應(yīng)電場(chǎng)的力充當(dāng)非靜電力。磁場(chǎng)的能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)中而非電感中。

光學(xué)的重點(diǎn)在于波動(dòng)光學(xué)，包括光的干涉、衍射和偏振三部分。在光的干涉和衍射中要牢記明暗紋條件，重點(diǎn)理解光程差的概念，注意半波損失情況的發(fā)生。偏振的學(xué)習(xí)中主要是馬呂斯定律和布儒斯特定律的應(yīng)用。

量子力學(xué)基礎(chǔ)通過研究三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)——黑體輻射，光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)，得到能量不連續(xù)，光的波粒二象性，由此學(xué)習(xí)測(cè)不準(zhǔn)原理和波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)意義。重點(diǎn)理解物質(zhì)波，波爾的氫原子理論。所謂“量子”，即為不連續(xù)，能量不連續(xù)，光不連續(xù)（光子），能級(jí)不連續(xù)等等。

以上就是筆者近些年從事大學(xué)物理教學(xué)的一些體會(huì)。