物理学史教学大纲

《物理学史》课程教学大纲（10学时）

（理论课程）

一课程说明

（一）课程概况

课程中文名称：《物理学史》

课程英文名称：history of physics

课程编码：3910252217

开课学院：理学院

适用专业/开课学期：物理学/第7学期

学分/周学时：0.5/

《物理学史》为物理学专业限定专业选修课。本课程在学习完专业课的基础上，系统介绍物理学发展的历史过程，能帮助学习者还原物理学发展的历史面目，了解与概括物理学基础知识发展的全貌及总体规律，有利于巩固和加深理解已学的物理知识。物理规律的发现包含了物理学家们大量思想和方法的创新，了解掌握物理学思想和方法的发展过程，对于理解物理规律的本质，培养大学生的创新思想和创新意识、创新能力都有着重要的作用。

学习《物理学史》，一般要求已学完物理学方面的专业课程。

（二）课程目标

通过本课程学习，学生应了解物理学各主要分支学科的发展历史，弄清物理学发展历程中重要思想、方法、规律、原理提出的前因后果及其发展的历史线索，掌握其中包含的创新思想和创新方法。并在此基础上形成对物理学历史发展的全面认识。

二教学方法和手段

本课程的教学以讲授为主，以课堂讨论为补充。不管是讲授还是课堂讨论，都要贯彻启发式教学原则，启迪学生思维，引导学生对物理学的历史进行正确理解，培养学生分析、判断历史问题能力。

为达到上述目的，应充分发挥好课堂教学主渠道的作用，并利用计算机辅助教学、网络教学等现代化教育技术的优势，扩大教学信息量，提高教学质量和效率。

三教学内容

第一章中国古代物理学（第一、二章共1学时）

一、教学目标

了解中国古代自然观、中国古代的力学、热学、光学、电磁学、声学知识和中国古代物理学的特点，能分析形成这些特点的原因。

二、教学重、难点

1·重点：中国古代自然观、中国古代的力学、热学、光学、电磁学、声学知识和中国古代物理学的特点

2·难点：分析形成这些特点的原因

三、主要内容

1·中国古代自然观

2·中国古代的力学知识

3·中国古代的热学知识

4·中国古代的光学知识

5·中国古代的电磁学知识

6·中国古代的声学知识

7·中国古代物理学的特点

第二章西方古代物理学（1学时）

一、教学目标

了解古希腊的自然观、古希腊和中世纪的物理知识，能总结出西方古代物理学的特点，与中国古代物理学的特点相区别，并能分析形成这些区别的主要原因。

二、教学重、难点

1·重点：古希腊的自然观、古希腊和中世纪的物理知识

2·难点：总结出西方古代物理学的特点，找出与中国古代物理学特点的区别

三、主要内容

1·古希腊的自然观

2·古希腊的物理知识

3·中世纪的物理知识

第三章经典力学的建立和发展（1学时）

一、教学目标

了解运动定律的建立和万有引力定律的发现过程，牛顿的重大贡献和牛顿后力学的发展情况。理解伽利略在研究运动过程中对逻辑方法的应用。

二、教学重、难点

1·重点：运动定律的建立

2·难点：理解万有引力定律的发现过程

三、主要内容

1·运动定律的建立

2·万有引力定律的发现

3·牛顿和《自然哲学的数学原理》

4·牛顿后力学的发展

第四章经典热学的建立和发展（1学时）

一、教学目标

了解对热现象的早期研究、热力学、分子运动论和统计力学的建立过程，了解对物态的认识历史。

二、教学重、难点

1·重点：热力学定律的建立过程

2·难点：对统计力学建立过程的理解。

三、主要内容

1·热现象的早期研究

1·热力学的建立

1·分子运动论和统计力学的建立

1·物态

第五章经典电磁学的建立和发展（1学时）

一、教学目标

了解人类对电磁现象的早期研究、电磁学的建立和类比方法的应用、电磁感应现象的发现与研究及电磁场理论的建立过程。

二、教学重、难点

1·重点：电磁学的建立过程和电磁感应现象的发现

2·难点：电磁场理论的建立

三、主要内容

1·电磁现象的早期研究

2·电磁学的建立

3·电磁感应现象的发现与研究

4·电磁场理论的建立

第六章经典光学的建立和发展（1学时）

一、教学目标

了解几何光学的建立与发展过程、对光本性的研究、光速的测定历史和光谱学的建立过程。

二、教学重、难点

1·重点：对光本性的研究过程

2·难点：理清光的微粒论与波动论在争论中交错发展并最终融合的过程

三、主要内容

1·何光学的建立与发展

2·对光本性的研究

3·光速的测定

4·光谱的研究

第七章 19世纪和20世纪之交物理学的发展（1学时）

一、教学目标

了解经典物理学的局限性、对“以太漂移”和“黑体辐射规律”的探索、及世纪之交物理学的新发现，了解世纪之交的物理学们对物理学发展前景的不同判断。

二、教学重、难点

1·重点：对“以太漂移”和“黑体辐射规律”探索的结果以及物理学的新发现与经典物理学之间的矛盾

2·难点：马赫对经典物理学的批判

三、主要内容

1·经典物理学的建立和它的局限性

2·对“以太漂移”和“黑体辐射规律”探索

3·物理学的新发现

4·现代物理学革命的序幕

第八章相对论的建立（1学时）

一、教学目标

了解相对论建立的时代科学基础和相对论的建立过程。

二、教学重、难点

1·重点：相对论的建立过程

2·难点：广义相对论的建立过程

三、主要内容

1·相对论先驱者的思想

2·爱因思坦和狭义相对论的建立

3·广义相对论的建立

第九章量子力学的发展（1学时）

一、教学目标

了解普朗克、爱因斯、康普顿的工作及其意义，了解卢瑟福的原子核式结构模型，了解玻尔的原子结构理论及历史地位，了解量子力学的建立过程及爱因斯坦等与哥本哈根学派的论战。

二、教学重、难点

1·重点：量子力学的建立

2·难点：德布罗意波的提出和波动力学的建立

三、主要内容

1·量子论的早期发展

2·玻尔的原子结构理论

3·量子力学的建立

第十章粒子物理学的发展（1学时）

一、教学目标

了解基本粒子的发现历史、粒子的分关、及粒子物理学中的守怛律，了解强子结构理论的建立，了解电弱统一理论和夸克轻子层次的基本情况。

二、教学重、难点

1·重点：强子结构理论的建立

2·难点：夸克模型的介绍

三、主要内容

1·粒子的发现时期

2·强子结构理论的建立

3·电弱统一及夸克轻子层次

第十一章天体物理学和宇宙学的进展（第十一、十二章共1学时）

一、教学目标

了解20世纪60年代之前的天体物理学和之后天体物理学的发展，了解宇宙有限与无限之争及宇宙大爆炸模型的建立，了解黑洞问题。

二、教学重、难点

1·重点：脉冲星的发现和微波背景辐射的发现

2·难点：宇宙大爆炸模型和对黑洞的理解。

三、主要内容

1·天体物理学的发展

2·现代宇宙学的发展

第十二章非平衡态热力学和非引性动力学的发展（1学时）

一、教学目标

了解复杂性探索的由来和自组织现象，了解对耗散结构的探索，了解稳定性理论的建立和发展，了解分形概念的提出及其意义。

二、教学重、难点

1·重点：耗散结构的介绍

2·难点：稳定性理论的学习

三、主要内容

1·探索复杂性

2·耗散结构

3·稳定性理论的建立和发展

4·分形

四考核办法

（一）考核方式：闭卷

（二）评分办法：平时成绩占50%，期末考核占50%。

五教材及主要参考书目

（一）教材：刘莉，仲扣庄，张桂英等.物理学史[M] .南京：南京师范大学出版社，2004.

（二）参考书目：

1．爱因斯坦著，许良英等编译. 爱因斯坦文集（一~三卷）[C].北京:商务印书馆，1977．

2．申先甲.物理学史教程[M].长沙:湖南教育出版社，1987．

3．魏凤文，申先甲.20世纪物理学史[M].南昌:江西教育版社,1994．

4．（美）弗·卡约里著，戴念祖译，范岱年校.物理学史[M].桂林：广西师范大学出版社，2002.

5．戴念祖.中国科学技术史·物理学卷[M].北京: 科学出版社,2003．

6．（美）James·Gleick 著，吴铮译.牛顿传[L].北京：高等教育出版社，2004.

7．马青平.相对论逻辑自洽性探疑[M].上海: 上海科学技术文献出版社，2004．

8．陈毓芳. 物理学史简明教程[M].北京:北京师范大学出版社,2009．

9．郭奕玲，沈慧君.物理学史(第2版) [M].北京：清华大学出版社，2009. 10．胡化凯.物理学史二十讲[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2009．11．李艳平，申先甲.物理学史教程[M].北京:科学出版社，2010．

12．秦克诚. 邮票上的物理学史[M]. 北京：清华大学出版社，2005.