1、901大学物理考试大纲一、参考书目大学物理学(第5版),赵近芳主编,北京邮电大学出版社,2017年,第五版。二、考试内容及要求(一)力学基础考试内容:包括质点运动学,质点动力学,刚体力学基础等内容。描述质点运动的物理学量(位置矢量、位移、速度、加速度、运动方程),几种常见的运动(直线运动、抛物运动、圆周运动),相对运动与伽利略变换;力与受力分析,惯性参考系与非惯性参考系,牛顿运动定律,动量及其守恒定律,功、动能、势能,动能定理,功能原理,机械能守恒定律;刚体定轴转动的运动学描述,转动惯量,转动定律,角动量及其守恒定律。考试要求:熟练掌握:牛顿运动定律,动量及其守恒定律,动能、势能与机械能守恒定
2、律,角动量及其守恒定律。掌握:位移、速度、加速度(包括切向加速度和法向加速度),运动方程,力、质量,惯性与惯性参考系等概念,牛顿运动定律的适用条件,刚体定轴转动定律。理解:相对运动的概念和伽利略坐标变换公式,刚体定轴转动的运动学描述,刚体的转动动能,转动惯量。了解:运动的绝对性和运动描述的相对性概念。(二)机械振动与机械波考试内容:包括机械振动,机械波等内容。简谐振动的定义,描写简谐振动的特征物理量(振幅、周期或频率、固有圆频率、初相位)及其振动方程,谐振子的动力学分析,振动曲线与旋转矢量,谐振动的能量,谐振动的合成,“拍”,阻尼振动与受迫振动,共振。机械波的产生和传播机理、波动的物理本质,平
3、面简谐波及其波动方程,描写波动的物理学量(波速、波长、波的周期或频率),波速与媒质的关系,波的能量,能流密度,惠更斯原理及其应用,波的叠加原理,波的干涉与衍射,驻波,多普勒效应。考试要求:熟练掌握:振动方程、波动方程。掌握:固有圆频率、振幅、初相位等的物理含义及其确定方法,简谐振动的振动曲线、旋转矢量及其应用,同方向、同频率简谐振动的合成,波动的物理本质、波动方程的物理意义,波的干涉的定量分析,驻波。理解:振动的能量,“拍”,波的能量、能流密度,多普勒效应。了解:受迫振动、共振、“李萨如图形”及其应用,惠更斯原理。(三)气体动理论和热力学考试内容:包括气体动理论,热力学基础等内容。理想气体概念
4、,热力学参量温度及其物理意义,气体分子论的压强公式及温度公式,能量按自由度均分原理,麦克斯韦分子速率分布定律及其应用,玻耳兹曼分布,分子碰撞和平均自由程。热力学状态参量与准静态过程,热力学第一定律及其在理想气体等值过程的应用,卡诺循环。热力学第二定律及其统计意义。考试要求:熟练掌握:能量按自由度均分原理和理想气体的内能,理想气体的三种速率,热力学第一定律。掌握:理想气体状态方程、温度公式、压强公式,热力学第一定律在理想气体等值过程的应用。理解:麦克斯韦分子速率分布定律及其应用。卡诺循环,热机和制冷机效率,热力学第二定律及其统计解释。了解:玻耳兹曼分布,分子碰撞和平均自由程。(四)电磁学考试内容
5、:包括静电场,稳恒磁场、电磁感应等内容。电荷及其守恒定律,库仑定律,电场强度及其计算,电通量,真空和介质中高斯定律及其应用,静电场力的功,电势及其计算,场强环流定理,电场强度与电势梯度的关系;导体的静电平衡,导体的电荷分布;电介质的极化,电位移矢量;电容器的电容及其计算;电场的能量。稳恒磁场的概念,磁感应强度,毕奥萨伐尔定律,运动电荷激发的磁场,安培环路定理,安培定律,磁矩与磁力矩,洛仑兹力,霍尔效应。电磁感应定律,楞次定律及其物理本质,感生电动势与动生电动势,自感与互感。涡旋电场与位移电流,积分形式与微分形式的麦克斯韦方程组,电磁波频谱,电磁波能量,电磁波特性。考试要求:熟练掌握:高斯定理,
6、安培环路定理,安培力,洛仑兹力,法拉第电磁感应定律。掌握:电场强度与电势的概念和计算方法,静电场中导体平衡条件和性质,会应用高斯定理求解具有一定对称分布的带电体激发的电场(电场强度、电势、电场能量);磁感应强度的定义,会应用毕奥萨伐尔定律和磁场叠加原理计算磁感应强度,磁矩与磁力矩;感生电动势和动生电动势,能运用楞次定律判断感应电动势方向。积分形式的麦克斯韦方程组及其物理含义。理解:静电场中的环流定理,电场能量,有电介质时的高斯定理,电容器与电容;安培定律和安培环路定理的建立过程,理解霍尔效应;自感与互感,磁场能量,涡旋电场和位移电流,微分形式的麦克斯韦方程组及其物理含义。了解:电介质的特点与电
7、介质极化的定量分析,动生电动势与感生电动势中的非静电场力,涡旋电场和位移电流假说建立的过程,电磁波的产生与传播,电磁波的频谱与特性。(五)波动光学考试内容:包括光的干涉,光的衍射,光的偏振等内容。光的相干性、相干光的获得,光程和光程差,光的分波阵面干涉与分振幅干涉;光的衍射现象,单缝衍射,圆孔衍射,光栅衍射,光学仪器的分辨率,伦琴射线的晶体衍射与布拉格方程;光的偏振现象,自然光与偏振光,偏振片的起偏与检偏,马吕斯定律,反射和折射时的偏振,布儒斯特定律,光的双折射现象,偏振光的干涉。考试要求:熟练掌握:双缝干涉、薄膜干涉(等厚干涉),单缝衍射、光栅衍射。掌握:光程、光的相干性、获得相干光的方法,
8、圆孔衍射,光学仪器的分辨本领,自然光与偏振光的概念,偏振片的起偏与检偏,马吕斯定律,布儒斯特定律。理解:等倾干涉,光栅缺级分析和光栅分辨本领,光的双折射现象,会应用惠更斯原理画出一些特殊情况下的o光e光的光路图。了解:迈克耳逊干涉仪,惠更斯菲涅耳原理,偏振光的干涉。(六)相对论和量子物理考试内容:包括狭义相对论,量子物理基础,激光和固体能带理论等内容。伽利略变换和经典力学时空观,迈克耳逊莫雷实验,爱因斯坦狭义相对论的两条基本假设,洛仑兹坐标与速度变换,“同时”的相对性,相对论中的长度与时间,相对论动力学基础;热辐射,绝对黑体,斯特藩玻耳兹曼定律,维恩位移定律,普朗克能量子假说;光电效应,康普顿
9、效应;氢原子光谱的实验规律,波尔的氢原子理论;实物粒子的波粒二象性,德布罗意物质波,波函数及其统计解释,不确定关系,薛定谔方程,一维无限深势阱,势垒,氢原子的量子力学处理方法,四个量子数,泡利不相容原理,最小能量原理;自发辐射,受激辐射和受激吸收,粒子数反转,光学谐振腔,激光;晶体固体的基本性质,晶体中电子状态,晶体的能带结构,电子在能带中的填充与运动,半导体能带结构的特点,本征半导体和杂质半导体,载流子,半导体的导电机构,电子与空穴的漂移与扩散,P-N结的势垒和伏安特性等。考试要求:熟练掌握:计算长度收缩和运动时钟变慢,爱因斯坦光电效应方程,氢原子能级结构。掌握:洛仑兹变换,同时的相对性,相
10、对论质量、能量、质能关系,能量子,光子,黑体辐射实验规律,玻尔氢原子理论,物质波及其统计解释,海森堡不确定关系,薛定谔方程及求解一维无限深势阱等简单的量子力学问题,四个量子数。 理解:爱因斯坦狭义相对论两条基本假设,普朗克能量子假说、爱因斯坦光量子假说,实物粒子的波粒二象性,晶体的能带结构,电子在能带中的填充和运动,半导体的分类,本征和杂质半导体能带结构的特点及导电机理,n型半导体与p型半导体,激光的概念、原理和激光器的基本构成。了解:爱因斯坦狭义相对论创立的背景和其精神实质,泡利不相容原理和最小能量原理,氢原子的量子力学处理方法,常见激光器的特性和应用。三、试卷结构(满分150分,时间180分钟)按题型:题型选择题填空、作图题简答、计算题分值30分40分80分按章节内容:章节第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分第六部分分值15分25分10分502525注:划分的分值是近似的;同一题目可综合不同章节内容;同一内容下可设计多个小题,以区分不同侧重点或计算能力,理解能力的掌握。6