2022中國地質大學(武漢)普通物理研究生考研大綱及參考書目 正文

碩士研究生入學考試《普通物理》考試大綱

一、考試形式與試卷結構
1、考試方式：閉卷，筆試
2、題型： 選擇題與填空題  約27%
論述題  約21%
計算題 約52%

二、其他

一、考試內容
第一部分    力學
（一）  質點運動學
1．掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述質點機械運動和特征的物理量。能借助于直角坐標系計算質點在平面內運動時的速度、加速度。能借助于自然坐標計算質點作圓周運動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。理解一般曲線運動的切向加速度和法向加速度。
2．理解質點運動的瞬時性、矢量性和相對性。
3．掌握運動學兩類問題的求解方法：運動學的第一類問題：由運動方程求質點的速度和加速度；
運動學的第二類問題：由質點的速度或加速度及初始條件，求運動方程。
（二）  質點動力學
1．掌握牛頓運動三定律及其適用范圍。能求解一維變力情況下質點的動力學問題。
2．掌握功的概念及變力做功的表達式，能計算一維變力的功。掌握質點的動能定理，理解保守力做功的特點及勢能概念。會計算重力、彈性力和萬有引力勢能，掌握機械能守恒定律。會運用守恒定律解決碰撞問題，理解恢復系數。
3．掌握質點的動量定理及質點系的動量守恒定律，理解質點的角動量和角動量守恒定律。掌握運用守恒定律分析力學問題的思路和方法，能求解簡單系統在平面內運動的力學問題。
（三）  剛體力學基礎
1．理解描述轉動的角量（角位移、角速度和角加速度）與線量的關系。
2．理解力矩、力矩的功、轉動慣量、剛體的角動量和轉動動能等物理量。
3．理解轉動定律和角動量守恒定律，會分析處理包括質點和剛體、平動和轉動的簡單系統的力學問題。
第二部分  電磁學
（一）  真空中的靜電場
1．理解庫侖定律和電學單位制。
2．掌握電場強度的概念和電場的疊加原理。根據電荷的分布能計算電場強度的空間分布，理解電偶極子和電偶極矩的概念，能計算電偶極子在均勻電場中的力矩。
3．理解靜電場的高斯定理。理解用高斯定理計算電場強度的條件和方法。
4．理解靜電場力做功的特點及靜電場的環路定理，掌握電勢能和電勢的概念及電場強度和電勢的關系。由電荷的分布，根據電勢疊加原理會計算空間電勢的分布。
（二）  靜電場中的導體和電介質
1．理解處于靜電平衡條件下導體中的電場強度、電勢和電荷的分布。
2．理解孤立導體的電容和電容器的電容。會計算平板電容器、圓柱面電容器和球形電容器的電容。
3．理解靜電系統的靜電能和電場的能量，理解電場能量密度的表達式，掌握簡單電荷系統的電場能量的計算。
4．了解電介質的極化機理，了解各向同性電介質中電位移矢量 和電場強度 的關系和區別。理解電介質中的高斯定理和環路定理。
（三）  穩恒磁場
1．理解穩恒電流的幾個基礎概念：電流強度、電流密度、歐姆定律的微分形式、電源和電動勢。
2．掌握磁感應強度 的概念。掌握畢奧-薩伐爾定律，能由電流的分布計算空間磁感應強度 的分布。
3．理解穩恒磁場的高斯定理。
4．理解穩恒磁場的安培環路定理，理解用安培環路定理計算磁感應強度的條件和方法。
5．理解安培定律和洛侖茲力公式。理解平面載流回路的磁矩的概念。能計算載流導線在磁場中所受的安培力；能計算平面載流回路在均勻磁場中所受的磁力矩；能分析運動電荷在均勻電場和均勻磁場中所受的力和運動。
6．了解磁介質的磁化機理及鐵磁質的磁化規律和特性，了解各向同性磁介質中磁感應強度 和磁場強度 的關系和區別，了解磁介質中的安培環路定理和高斯定理。
（四）  電磁感應
1．掌握法拉第電磁感應定律，會計算回路中所產生的感應電動勢。理解動生電動勢和感生電動勢。
2．了解渦旋電場的概念以及靜電場與渦旋電場的區別。
3．了解自感現象和互感現象及自感系數和互感系數。
4．理解電流系統的磁場和磁場能量密度，會計算簡單電流系統的磁場能量。
（五）  麥克斯韋電磁理論
1．了解位移電流的概念以及傳導電流與位移電流的區別。
2．了解麥克斯韋方程組的積分形式及各方程的物理意義。了解電磁場的特性。
第三部分  熱學
（一）  氣體動理論
1．了解統計物理的幾個概念：統計規律、概率和統計平均值。
2．理解理想氣體的狀態方程，理解理想氣體的宏觀定義、微觀模型和統計假設。
3．理解并會運用理想氣體的壓強公式和溫度公式，以及宏觀量壓強和溫度的微觀本質。
4．理解能量按自由度均分定理及內能的概念，并能應用該定量計算理想氣體的定壓熱容、定體熱容和內能。
5．了解麥克斯韋速率分布律及速率分布函數和分布曲線的物理意義。了解并會運用氣體分子熱運動的平均速率、方均根速率和最概然速率等三種速率公式。了解氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程。
（二）  熱力學
1．掌握功和熱量的概念，理解準靜態過程，掌握熱力學第一定律，能根據熱力學第一定律分析、計算理想氣體等體、等壓、等溫和絕熱過程中的功、熱量和內能的改變量。
2．理解循環過程的特征，掌握熱機效率和致冷機的致冷系數的計算。理解卡諾循環以及卡諾熱機的效率和卡諾致冷機的致冷系數。
3．理解熱力學第二定律的開爾文表述和克勞修斯表述。
4．理解并掌握可逆過程和不可逆過程的含義，了解實際的熱力學過程都是不可逆的。
5．理解熱力學第二定律的宏觀和微觀意義，了解熵的玻爾茲曼表達式和熵增加原理。
第四部部分   振動、波動和波動光學
（一）  振動
1．掌握簡諧振動的基本特征，根據受力分析能建立簡諧振動的微分方程。
2．掌握簡諧振動的運動學方程。根據振動系統特征及初始條件，能確定振動方程中的三個特征量：振幅、初位相和圓頻率。
3．理解旋轉矢量法。
4．了解阻尼振動、受迫振動和共振。
5．理解同方向同頻率簡諧振動的合成、同方向不同頻率簡諧振動的合成。
（二）  波動
1．理解機械波產生的條件，理解波動與振動的聯系與區別，理解波動過程的幾何表達。
2．掌握平面簡諧波的波動方程，能根據波線上某一點的振動方程，寫出波動方程。
3．了解波動的能量傳播特征及波的能量密度能流和能流密度等概念。
4．了解波的惠更斯原理，理解波的疊加原理，波的干涉現象和相干波條件，掌握波的干涉條件。
5．掌握駐波的形成條件，駐波的特征及駐波與行波的區別，半波損失。
（三）  光的干涉
1．理解光的相干性、相干條件及獲得相干光的方法，掌握光程、光程差、半波損失及光的干涉條件。
2．掌握楊氏雙縫干涉，能確定干涉條紋在屏上的位置，掌握薄膜的等厚干涉和等傾干涉以及增透膜和增反膜。
3．掌握劈尖干涉和牛頓環，理解邁克耳遜干涉儀的工作原理。
（四）  光的衍射
1．了解衍射現象的常見分類，了解惠更斯—菲涅耳原理及處理單縫夫瑯和費衍射的半波帶法。
2. 掌握單縫夫瑯和費衍射公式，分析、確定單縫衍射條紋的位置及縫寬和波長對衍射條紋分布的影響；理解圓孔夫瑯和費衍射規律及圓孔直徑和波長等對條紋分布的影響，理解光學儀器的分辯本領。
3．理解光柵衍射公式，會確定光衍射各級明紋的位置、半角寬度和光強分布，會分析斜入射的情況及光柵衍射的缺級現象。
3．理解X射線的晶格衍射及布拉格公式。
（五）  光的偏振
1.理解自然光、偏振光和部分偏振光，理解偏振光的分類、定義和性質等。
2.掌握偏振光的獲得方法和檢驗方法。
3.掌握布儒斯特定律和馬呂斯定律，了解光的雙折射現象，了解波片，了解人工雙折射效應，如，電光效應、磁光效應、光彈性效應。
第五部分  近代物理（狹義相對論）
1．理解伽俐略變換，伽俐略相對性原理和經典時空觀。
2．理解愛因斯坦狹義相對論的兩個基本假設，理解洛侖茲坐標變換，了解洛侖茲速度變換。
3．理解狹義相對論中同時性的相對性以及長度收縮和時間膨脹概念。理解牛頓力學中的時空觀和狹義相對論中時空觀以及二者的差異。
4．理解相對論動力學的幾個重要結論：動力學基本方程、質量和速度的關系、   能量和質量的關系以及能量和動量的關系。

中國地質大學(武漢)

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