课程教学大纲

课程:物理2710

Division:自然科学与数学
Department: Physics
Title:现代物理学导论

学期批准: 2022年春季
五年制复习学期: 2026年秋季
学期结束: Fall 2027

目录描述本课程是现代或20世纪物理学的入门课程. 物理专业必修课程PHYS 2710, 推荐给化学专业和部分工程专业的学生. 涵盖的主题包括相对论, 量子力学, 原子与核物理学, 固体物理学, 和宇宙学.

学期提供: Spring
信贷/时间要求: Credit: 3; Lecture: 3; Lab: 0

先决条件: PHYS 2220(或并发)

的理由本课程是物理专业大一、大二课程的重要组成部分. 也建议其他专业，如化学，作为高年级内容的准备. 本课程将根据具体情况转移到大多数USHE机构. 这也是斯诺大学软件工程专业的一门选修课.


学生学习成果:
学生将了解20世纪物理学中重要的科学定律和原理.  这将通过测验和测试进行评估.

学生也会明白科学是一个获取知识的过程.  这将通过课堂讨论或学生报告进行评估.

学生将能够解决纸笔物理问题，并将其应用到现实生活中.  这将通过布置的家庭作业问题进行评估.


Content:
将注意强调历史上代表性不足的群体对物理学的贡献.1. 经典物理学回顾与突出问题. 波和粒子. 守恒定律. Problemsi. 电磁mediumii. 黑体radiationiii. 紫外线catastrophe2. 特殊relativitya. 迈克耳孙-莫雷experimentb. 爱因斯坦postulatesc. 洛伦兹transformationd. 时间膨胀，长度收缩. 时空invariantsf. 双胞胎paradoxg. 相对论动量和能量. 量子理论的起源和证据. 黑体radiationb. 光电effectc. 康普顿effect4. 原子structurea. 汤姆逊和卢瑟福模型. 波尔modelc. x射线spectra5. 物质的波动特性. 德布罗意波. 概率和波函数. 不确定性principle6. 量子的theora. Schrödinger波动方程. 平方电势. 简谐振子. 障碍物和隧道. 氢atoma. Schrödinger方程的解. 量子numbersc. 磁effectsd. Spin8. 多电子atomsa. 表b周期. 角momentum9. 统计physicsa. 麦克斯韦速度分布. 均分theoremc. 经典统计和量子统计. 分子和固体. 分子bondingb. 受激辐射和激光. Superconductivityd. 带理论，半导体. 核physicsa. 放射性decayb. 裂变,fusion12. 小学particlesa. 基本forcesb. 守恒定律和对称性. Quarksd. 标准模型与统一. 一般relativitya. 等效原理. 重力是弯曲的时空. 黑色holes14. Cosmologya. Big Bangb. 恒星evolutionc. 宇宙的年龄和未来. Unificationa. 弦理论

主要业绩指标:
家庭作业15% - 30%

测验5%到25%

学期论文0 - 15%

参与率0 - 10%

考试20% - 40%

期末综合考试15 - 30%


代表性文本和/或用品:
现代物理学的科学家和工程师，由桑顿和雷克斯，当前或最近的版本.


教育学声明:
课程将以研讨会/讨论的形式进行，学生提问和回答大量的问题. 将采用包容性和高影响力的战略, 比如课堂上的小测验和学生在课堂上的演讲. 鼓励学生积极参加课内和课外活动. 所有学生都有很多机会指导讨论和提问. 学生将被期望通过阅读课本来准备上课.

教学手段:
Lecture

最大班级人数: 24
最佳班级规模: 12