中科院研究生院碩士研究生入學考試_《普通物理(甲)》考試大綱

1、中科院研究生院碩士研究生入學考試普通物理(甲考試大綱一.考試內容:大學理科的大學物理或普通物理課程的基本內容,包含力學、電學、光學、原子物理、熱學等。二.考試要求:(一 力學1. 質點運動學:熟練掌握和靈活運用:矢徑;參考系;運動方程;瞬時速度;瞬時加速度;切向加速度;法向加速度;圓周運動;運動的相對性。2.質點動力學:熟練掌握和靈活運用:慣性參照系;牛頓運動定律;功;功率;質點的動能;彈性勢能;重力勢能;保守力;功能原理;機械能守恒與轉化定律;動量、沖量、動量定理;動量守恒定律。3.剛體的轉動:熟練掌握和靈活運用:角速度矢量;質心;轉動慣量;轉動動能;轉動定律;力矩;力矩的功;定軸轉動中的轉

2、動動能定律;角動量和沖量矩;角動量定理;角動量守恒定律。4.簡諧振動和波:熟練掌握和靈活運用:運動學特征(位移、速度、加速度,簡諧振動過程中的振幅、角頻率、頻率、位相、初位相、相位差、同相和反相;動力學分析;振動方程;旋轉矢量表示法;諧振動的能量;諧振動的合成;波的產(chǎn)生與傳播;面簡諧波波動方程;波的能量、能流密度;波的疊加與干涉;駐波;多普勒效應。5.狹義相對論基礎:理解并掌握:伽利略變換;經(jīng)典力學的時空觀;狹義相對論的相對性原理;光速不變原理;洛侖茲變換;同時性的相對性;狹義相對論的時空觀;狹義相對論的動力學基礎;相對論的質能守恒定律。(二 電磁學1.靜電場:熟練掌握和靈活運用:庫侖定律,靜

3、電場的電場強度及電勢,場強與電勢的疊加原理。理解并掌握:高斯定理,環(huán)路定理,靜電場中導體及電介質問題,電容、靜電場能量。了解:電磁學單位制,基本實驗。2.穩(wěn)恒電流的磁場:熟練掌握和靈活運用:磁感應強度矢量,磁場的疊加原理,畢奧薩伐爾定律及應用,磁場的高斯定理、安培環(huán)路定理及應用。理解并掌握:磁場對載流導體的作用,安培定律。運動電荷的磁場、洛侖茲力。了解:磁介質, 介質的磁化問題,電磁學單位制,基本實驗。3.電磁感應:熟練掌握和靈活運用:法拉第電磁感應定律,楞次定律,動生電動勢。理解并掌握:自感、互感、自感磁能,互感磁能,磁場能量。了解:電磁學單位制,基本實驗。4.直流與交流電路:熟練掌握和靈活

4、運用:基本概念和定義。理解并掌握:復雜交直流電路的解法。了解:電磁學單位制,實際應用。5.電磁場理論與電磁波:熟練掌握和靈活運用:位移電流,麥克斯韋方程組。理解并掌握:電磁波的產(chǎn)生與傳播,電磁波的基本性質,電磁波的能流密度。了解:電磁學單位制,基本實驗。(三光學1.光波場的描述:能熟練寫出各種光波的波函數(shù);能正確理解并熟練表述光波的各種偏振狀態(tài)。2. 光的干涉:正確理解波的疊加原理和相干光的含義;理解各種典型干涉裝置(楊氏實驗、尖劈、牛頓環(huán)、邁克爾孫干涉儀、法布里-珀羅干涉儀、干涉濾光片的工作原理;能解釋各種典型干涉裝置產(chǎn)生的干涉圖樣的特點;能熟練計算各種裝置干涉場中的光強分布;了解光的時空相

5、干性及干涉條紋的可見度問題。3. 光的衍射:正確理解產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象的機理;掌握處理衍射問題的基本原理和基爾霍夫衍射積分公式;能靈活運用衍射積分法、矢量圖解法、半波帶法、巴俾涅原理解釋幾種典型裝置(夫瑯禾費單縫、圓孔衍射,夫瑯禾費多縫衍射,夫瑯禾費正弦光柵衍射,菲涅耳圓孔和圓屏衍射的衍射現(xiàn)象;并能熟練求解類似裝置衍射場中的光強分布問題。像儀器與光譜儀:一般了解放大鏡、顯微鏡、望遠鏡的工作原理;了解光譜儀的分類和基本性能;主要掌握光柵和F-P干涉儀的分光性能;正確理解光譜儀的角色散、色分辨本領和自由光譜區(qū)的含義,并能熟練運用于問題的求解中。4. 光的偏振:掌握線偏振光的獲得與檢驗;理解各種偏振光

6、器件(偏振片、分光棱鏡、波片的工作原理;能熟練運用各種偏振光器件產(chǎn)生和檢驗偏振光;能熟練運用馬呂公式求解問題;能計算偏振光干涉中的光強分布問題;了解反射和折射光的偏振;了解光在各向異性介質中的傳播:能正確描述和解釋雙折射現(xiàn)象。(四 原子物理1.原子的量子態(tài)與精細結構:理解并掌握:粒子散射實驗和盧瑟福原子模型。熟練掌握和靈活運用: 氫原子和類氫離子的光譜,玻爾的氫原子理論,夫蘭克-赫茲實驗與原子能級,玻爾模型的推廣(量子化通則,原子的激發(fā)和輻射,對應原理和玻爾理論的地位,原子中電子軌道運動的磁矩,史特恩-蓋拉赫實驗,電子自旋的假設,堿金屬原子的光譜,原子實的極化和軌道貫穿,堿金屬原子光譜的精細結

7、構,電子自旋同軌道運動的相互作用,單電子輻射躍遷的選擇定則,氫原子光譜的精細結構。2.多電子原子:熟練掌握和靈活運用: 氦及周期系第二族元素的光譜和能級,具有兩個價電子的原子態(tài),泡利原理與同科電子,輻射躍遷的普用選擇定則;元素性質的周期性變化,原子的電子殼層結構,原子基態(tài)的電子組態(tài)。3.在磁場中原子:熟練掌握和靈活運用: 原子的磁矩,外磁場對原子的作用,塞曼效應。4.X射線:了解:X射線的產(chǎn)生及其波性,X射線產(chǎn)生的機制,X射線的吸收,康普頓效應,X 射線在晶體中的衍射。5.分子結構和分子光譜:了解:分子的形成,分子能級和分子光譜,雙原子分子光譜。6.原子核:了解:原子核的基本知識。(五熱學1.

8、氣體分子運動論:理解并掌握:理想氣體狀態(tài)方程,理想氣體的壓強公式,麥克斯韋速率分布律,玻耳茲曼分布律,能量按自由度均分定理,氣體的輸運過程。2.熱力學:理解并掌握:熱力學第一定律,熱力學第一定律的應用,循環(huán)過程、卡諾循環(huán),熱力學第二定律;了解低溫物理現(xiàn)象。三. 主要參考教材:全國重點大學理科類普通物理教材中國科學院測量與地球物理研究所普通物理學考試大綱本普通物理學考試大綱適用于中國科學院測量與地球物理所的碩士研究生入學考試。現(xiàn)在在大學講授的普通物理學包含了物理學的最基礎內容,如力學、電學、熱學、光學、原子物理學等,它是進一步學習現(xiàn)代大地測量和地球物理學的重要基礎?，F(xiàn)代大地測量和地球物理學的研究

9、內容涉及地球的重力場,地球內部結構,地殼地幔,大氣海洋,以及與熱學和電磁學等有關的動力學過程,因此要求報考測量與地球物理所碩士研究生的考生,必需能理解大學普通物理學所講授的基本概念,能熟練掌握有關的物理學基本定理,并具有綜合運用所學物理學基本知識分析和解決問題的能力。一、考試內容一.力學質點運動學;1 參考系運動方程2 位移速度加速度3 曲線運動方程的矢量形式質點動力學1 牛頓第一定律和第三定律2 牛頓第二定律及其微分形式3 動量定理和動能定理4 非慣性系慣性力5 保守力勢能6 能量守恒定律7 動量守恒定律8 碰撞9 角動量和角動量守恒定律10 質點在有心力場中的運動剛體的轉動1 剛體的平動、

10、轉動和定軸轉動2 剛體的角動量轉動動能轉動慣量3 力矩剛體定軸轉動定律4 定軸轉動的動能定理5 剛體的自由度剛體的平面平行運動6 定軸轉動剛體的角動量定理和角動量守恒定律7 進動相對論基礎1 伽利略相對性原理經(jīng)典力學的時空觀2 狹義相對論基本原理洛倫茲坐標變換式3 相對論速度變換公式4 狹義相對論時空觀5 狹義相對論動力學基礎6 廣義相對論簡介二氣體分子運動論1 狀態(tài)過程理想氣體2 分子熱運動和統(tǒng)計規(guī)律3 氣體分子運動論的壓強公式4 理想氣體的溫度公式5 能量均分定理理想氣體的內能6 麥克斯韋速率分布律7 玻爾茲曼分布律重力場中粒子按高度的分布8 分子的平均碰撞次數(shù)及平均自由程9 氣體內的遷移

11、現(xiàn)象10 真實氣體范德瓦耳斯方程11 物態(tài)和相變液體的毛細現(xiàn)象粘滯性三熱力學基礎1 熱力學第一定律2 熱力學第一定律對于理想氣體等值過程的應用3 絕熱過程4 焦耳-湯姆孫實驗真實氣體的內能5 循環(huán)過程卡諾循環(huán)6 熱力學第二定律7 可逆過程與不可逆過程卡諾定理8 熵9 熵增加原理熱力學第二定律的統(tǒng)計意義四電磁學理論靜電場1 電荷庫侖定律2 電場電場強度3 高斯定理4 電勢等勢面5 帶電粒子在靜電場中的運動6 空腔導體內外的靜電場7 電容電介質及其極化8 電介質中的靜電場9 有電介質時的高斯定理電位移10 靜電場的能量恒定電流和電場1 電流密度電流連續(xù)性方程2 電動勢歐姆定律3 焦耳-楞次定律4

12、基爾霍夫定律真空中的恒定磁場1 磁感應強度磁場的高斯定理2 畢奧-薩伐爾定律3 安培環(huán)路定理4 帶電粒子在磁場中的運動5 磁場對載流導線的作用6 磁介質中的磁場磁場強度7 電磁感應定律8 自感和互感麥克斯韋方程組電磁場1 位移電流2 麥克斯韋方程組3 電磁場的物質性4 電磁場的統(tǒng)一性電磁場量的相對性五機械振動和電磁振蕩1 簡諧振動和阻尼振動2 受迫振動共振駐波3 電磁振蕩4 平面簡諧波 波動方程 5 波的能量 波的強度 6 聲波 7 電磁波 8 多普勒效應 六 光學 1 光源 單色光 相干光 2 惠更斯原理 光波的衍射、反射和折射彩 3 光程與光程 光波的干涉 邁克耳孫干涉儀 4 光的衍射現(xiàn)象

13、 惠更斯菲涅耳原理 5 光的偏振 6 望遠鏡與顯微鏡 七 原子核物理和量子力學基礎 1 原子核的基本性質 2 原子核的結合能 裂變和聚變 3 原子核的放射性衰變 4 粒子物理簡介，早期量子論 5 熱輻射 普朗克的量子假設 6 光電效應 愛因斯坦的光子理論 7 康普頓效應 8 氫原子光譜 玻爾的氫原子理論 9 德布羅意波 粒波二象性 10 測不準關系 11 薛定諤方程 二、考試要求 （一）對力學部分的要求 1 力學是物理學的基礎， 對于希望從事空間大地測量和地球物理學研究的研究生來說是非 常重要的，力學部分是普通物理學的考試重點。 2 要求能夠理解并掌握力學部分的基本概念，要求能熟練掌握質點運動

14、學和動力學，能靈 活運用數(shù)學方法解決一般的力學問題。靜力學的問題不作為重點。 3 要求能夠理解并掌握剛體運動學和剛體動力學的基本原理， 能解決一些較簡單的剛體轉 動問題。 4 理解狹義相對論基本原理，有較好的相對論時空觀，了解廣義相對論的基本概念。 （二）對氣體分子運動論和熱力學部分的要求 1 理解氣體分子運動論的基本假設，和由此推導出的理想氣體狀態(tài)方程 ，壓強公式，內能， 分子的平均碰撞次數(shù)，平均自由程及能量均分定理等，了解麥克斯韋速率分布律，玻爾茲曼 分布律及真實氣體的范德瓦耳斯方程，了解物體的相變，液體的毛細現(xiàn)象和粘滯性。 2 理解熱力學第一定律和第二定律，理解熱量，內能，熱容量，可逆過

15、程，不可逆過 程和熵等概念。 3 能夠運用有關的理論計算熱傳導問題，計算氣體在等溫，絕熱等不同狀態(tài)下、溫度、體 積、壓力、內能及外力作功情況的問題。 （三）對電磁學部分的要求 1 理解電荷，電場，電場強度，電勢，等勢面，電容，電介質及其極化等概念，能夠利用庫 侖定律或高斯定理計算靜電場的電位和電場強度。 2 理解電阻，電感和電容等概念，能熟練運用歐姆定律（或基爾霍夫定律）計算電路 的電動勢和電流，計算電流的功和功率。 3 理解磁場，磁感強度，磁通量，磁場強度等概念，能運用畢奧薩伐爾定律或安培 環(huán)路定理計算電流產(chǎn)生的磁場。理解安培定律，能夠計算帶電粒子在電磁場中的運動。理解 楞次定律（或法拉第電磁感應定律），了解磁介質，磁化強度，自感，互感和鐵磁質等概念。 4 理解麥克斯韋方程組和電磁場的概念，了解電磁振蕩，電磁波等概念。 （四）對機械振動和電磁振蕩，光學和原子物理學部分的要求 1 掌握簡諧振動，阻尼振動和受迫振動的原理，掌握平面簡諧波和波動方程的計算。理