2014年湖南师范大学045105学科教学(物理)考研大纲
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2014年硕士研究生入学考试自命题考试大纲
考试科目代码:[892]考试科目名称:普通物理(力学、电磁学)
一、考试形式与试卷结构
1)试卷成绩及考试时间
本试卷满分为150分,考试时间为180分钟。
2)答题方式
答题方式为闭卷、笔试。
3)试卷内容结构
各部分内容所占分值为:
力学约70分
电磁学约80分
4)题型结构
填空题:10小题,每小题4分,共40分
问答题:4小题,每小题5分,共20分
计算题:6小题,每小题15分,共90分
二、考试内容与考试要求
(一)力学部分
1、质点运动学
考试内容
质点的位置矢量、位移、速度和加速度质点的速度和加速度在坐标系中的分量形式直线运动抛体运动圆周运动伽利略变换
考试要求
(1)掌握质点的位置矢量、位移、速度和加速度的概念;
(2)掌握速度和加速度在直角坐标系、极坐标系和自然坐标系中的分量公式;
(3)能够灵活运用有关的公式求解质点的直线运动、抛体运动和圆周运动的运动学问题,掌握用积分的方法求解质点的速度和运动学方程的方法;
(4)了解伽利略变换及其物理意义。
2、动量定理和动量守恒定律
考试内容
牛顿运动三定律力学的相对性原理惯性质量非惯性系中的动力学动量冲量动量定理和动量守恒定律质心运动定理
考试要求
(1)理解惯性系的概念,掌握牛顿运动三定律及其应用;
(2)了解力学的相对性原理,了解惯性质量的概念;
(3)了解惯性力的概念,掌握在直线加速非惯性系中动力学方程的运用;
(4)掌握质点和质点系动量的概念和计算,掌握冲量的概念和冲量的计算;
(5)掌握积分形式和微分形式的动量定理,掌握动量守恒定律,能够熟练运用动量定理和动量守恒定律解决质点和质点系的动力学问题;
(6)掌握质心的概念,掌握质心运动定理及其应用。
3、动能定理和机械能守恒定律
考试内容
保守力与非保守力动能和势能功动能定理机械能守恒定律对心碰撞非对心碰撞恢复系数克尼希定理
考试要求
(1)了解保守力和非保守力的概念,理解动能和势能的概念,掌握势能的计算方法,理解势能的基本性质;
(2)理解功的概念,掌握功的计算,掌握质点系内力的功的特点和计算;
(3)掌握动能定理及其应用,理解动能定理的意义;
(4)掌握机械能守恒定律及其应用;
(5)理解恢复系数的定义,掌握对心碰撞(完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞),了解非对心碰撞;
(6)了解克尼希定理及其应用。
4、角动量定理和角动量守恒定律
考试内容
角动量角动量定理角动量守恒定律
考试要求
(1)掌握对点的角动量和对轴的角动量的概念(包括量值的计算和方向的判断);
(2)掌握质点和质点系对惯性系中固定点和固定轴的角动量定理及其应用;
(3)理解质点系对其质心的角动量定理;
(4)掌握对点和对轴的角动量守恒定律,能够熟练运用角动量守恒定律解决力学中的转动问题。
5、万有引力定律
考试内容
开普勒运动三定律万有引力定律引力质量与惯性质量引力势能地球自转对重量的影响宇宙三速度
考试要求
(1)了解开普勒运动三定律;
(2)了解牛顿万有引力定律及其应用,了解牛顿万有引力定律的适用范围;
(3)了解引力质量和惯性质量的区别和关系;
(4)掌握引力势能的计算;
(5)了解地球自转对重量的影响(定性)。
(6)了解三个宇宙速度的意义及计算。
6、刚体力学
考试内容
刚体的运动学:刚体的平动刚体绕固定轴的转动刚体的平面平行运动
刚体的动力学:刚体的质心和重心转动惯量刚体的动量和角动量刚体的动能刚体的重力势能刚体的质心运动定理刚体绕固定轴转动的角动量定理和转动定理刚体绕固定轴转动的动能定理刚体的平面平行运动的基本动力学方程
考试要求
(1)了解刚体平动的特征;
(2)掌握刚体定轴转动的角速度和角加速度的概念,掌握求解刚体定轴转动的运动规律的方法;
(3)了解刚体平面平行运动的速度公式,掌握刚体无滑滚动的条件;
(4)了解刚体的质心和重心的概念;
(5)掌握转动惯量的定义及刚体对轴的转动惯量的计算方法,掌握平行轴定理和垂直轴定理的应用,熟记几种基本形状的匀质刚体的转动惯量的计算公式(匀质细棒、匀质圆盘和圆柱、匀质球壳和球体等);
(6)掌握刚体的动量的计算;
(7)掌握刚体的重力势能的计算;
(8)掌握刚体的质心运动定理及其应用;
(9)掌握刚体定轴转动的角动量和动能的计算公式,掌握刚体定轴转动的角动量定理和转动定理及其应用,掌握刚体定轴转动的动能定理公式及其应用,了解力矩的功的计算;
(10)掌握刚体平面平行运动的基本动力学方程(质心运动定理和对质心的角动量定理)及其应用,掌握用克尼希定理计算刚体平面平行运动的动能,了解质点系的动能定理在刚体作平面平行运动时的运用;
(11)掌握质点系的动量守恒定律、角动量守恒定律和机械能守恒定律在刚体动力学问题中的运用。
7、机械振动
考试内容
简谐振动的动力学:简谐振动的动力学方程的特征作简谐振动物体所受力或力矩的特征
简谐振动的运动学:简谐振动的运动学方程、速度方程和加速度方程振幅周期和频率相位简谐振动的图线简谐振动的矢量表示法
简谐振动的能量
简谐振动的合成:同方向同频率简谐振动的合成同方向不同频率的简谐振动的合成互相垂直相同频率简谐振动的合成
考试要求
(1)掌握简谐振动的动力学方程的特征,了解作简谐振动物体所受力或力矩的特征,掌握由动力学方程求简谐振动频率的方法,了解由简谐振动的动力学方程求其运动学方程的方法;
(2)理解振幅、周期、频率、相位的概念;
(3)掌握简谐振动的运动学方程、速度方程及加速度方程,了解由运动学方程求速度和加速度最大值的方法;
(4)掌握用图线表示简谐振动的方法,掌握简谐振动的矢量表示法,能够熟练运用矢量表示法求振动相位(特别是初相位);
(5)了解简谐振动过程机械能守恒的规律及动能和势能的相互转换的关系;
(6)掌握同方向同频率简谐振动的合成及合振动振幅的公式,了解拍的现象和拍频,了解互相垂直相同频率简谐振动的合成。
8、机械波
考试内容
波的传播横波和纵波平面波和球面波波的周期、频率、波长和波速平面简谐波方程波的动力学方程波的色散现象媒质中波的能量分布平均能流密度声波声强与声强级半波损失波的干涉驻波多普勒效应
考试要求
(1)了解机械波的传播过程和产生机械波的条件;
(2)了解横波和纵波、平面波和球面波的概念;
(3)理解波的周期、频率、波长和波速的概念,掌握波速、波长及周期(或频率)的关系及计算公式;
(4)掌握平面简谐波方程,理解波方程的物理意义,掌握由平面简谐波方程求波形方程及某点质元的振动方程的方法;
(5)掌握由给定条件求波方程的方法,以及给定波方程求周期、频率、波长、波速、以及相位的方法;
(6)了解波的动力学方程,了解波速与媒质的关系,了解波的色散现象;
(7)理解媒质中波的能量分布,掌握平均能流密度的概念和计算公式;
(8)了解声波、声强和声强级;
(9)了解半波损失的概念;
(10)掌握波的干涉,熟记波的干涉条件,掌握驻波的形成条件、驻波方程、以及驻波的特点;
(11)了解多普勒效应。
(二)电磁学部分
1、静电场
考试内容
静电场的基本规律:电荷库仑定律静电场高斯定理电场线电势
有导体时的静电场:静电场中的导体封闭金属壳内外的场电容器及其电容带电体系的静电能
静电场中的电介质:电偶极子电介质的极化极化电荷有电介质时的高斯定理有电介质时的静电场方程电场的能量
考试要求
(1)了解两种电荷及其相互作用、电荷守恒定律;
(2)理解和掌握库仑定律的适用条件和应用范围、它的矢量形式及其叠加原理;
(3)掌握电场、电场强度的概念及场的叠加原理,掌握电通量的概念和计算,理解高斯定理的内涵及其应用,熟练掌握计算电场强度的方法;
(4)理解静电场力做功的性质,掌握静电场的环路定理、电势差和电势概念;
(5)了解电场线的性质及其应用、等势面及电势与场强的微分关系;
(6)掌握导体静电平衡的条件及平衡时导体的性质,掌握导体静电平衡时的讨论方法;
(7)掌握封闭导体壳内、外的电场的特点,理解静电屏蔽的原理及应用;
(8)理解和掌握电容器的概念及电容的计算,掌握电容器联接的基本方法及计算,掌握处理导体平板组合问题的基本方法;
(9)掌握带电体系的静电能的概念和带电导体、电容器的静电能的计算;
(10)理解电偶极子概念,掌握电偶极子激发的电场及外电场对电偶极子的作用;
(11)掌握电偶极模型下的两种电介质分子及其在外电场中的位移极化和取向极化这两种极化方式、极化强度的概念以及极化强度与场强的关系;
(12)理解极化电荷与极化强度的定量关系及极化电荷面密度与极化强度的关系,了解极化电荷体密度与极化强度的关系;
(13)掌握电位移的概念,熟练掌握有介质时的高斯定理及其应用;
(14)理解有介质时的静电场方程;掌握电场能量密度的概念和电场能量的计算。
2、直流电路
考试内容
稳恒电流和电路:恒定电流直流电路欧姆定律和焦耳定律电源和电动势基尔霍夫方程组;
考试要求
(1)掌握电流、电流强度和电流密度的概念,理解连续性方程、恒定电流和恒定电场概念;
(2)理解电路的基本构成和直流电路的特点;
(3)掌握欧姆定律及其微分形式,掌握各种形状导体的电阻计算,理解焦耳定律及其微分形式,了解经典金属电子论;
(4)掌握电源的非静电力、电动势、内阻和端电压的概念,掌握一段含源电路的欧姆定律,理解直流电路的能量转换,了解导线表面的电荷分布;
(5)熟练掌握基尔霍夫第一、第二方程组及其应用。
3、恒定磁场
考试内容
恒定电流的磁场:磁现象及其与电现象的联系毕奥-萨伐尔定律磁场的高斯定理安培环路定理带电粒子在电磁场中的运动磁场对载流导体的作用
磁介质:磁介质存在时静磁场的基本规律顺磁性与抗磁性铁磁性与铁磁质磁场的能量
考试要求
(1)了解磁性、磁极及其相互作用和电流的磁效应等现象;
(2)熟练掌握毕奥-萨伐尔定律及其应用,掌握磁感应强度的概念,了解运动电荷的磁场;
(3)掌握磁通量的概念和计算,理解磁感应线及其性质,了解磁场的高斯定理;
(4)熟练掌握安培环路定理及其应用,理解磁场的性质;
(5)掌握带电粒子在磁场中的运动的一般规律,理解霍尔效应及其应用,了解回旋加速器、汤姆孙实验等的简单原理;
(6)掌握安培力公式、任意平面闭合电流的磁矩及其在外磁场中的磁力矩的概念;
(7)熟练掌握磁场强度的概念和有磁介质时的环路定理,理解磁介质的磁化规律,了解静磁场与静电场方程的对比;
(8)理解顺磁性和抗磁性的特点;了解铁磁质的磁化性能、铁磁质的分类和应用以及铁磁性的起因;
(9)掌握磁场能量密度和磁场能量的概念。
4、时变电磁场
考试内容
电磁感应:电磁感应现象及规律动生电动势感生电动势和感生电场自感和互感磁能
电磁场和电磁波:位移电流与麦克斯韦方程组平面电磁波电磁场的能量密度和能流密度
考试要求
(1)理解电磁感应现象,掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律;
(2)熟练掌握动生电动势的计算,理解动生电动势与洛伦兹力的内在联系,了解交流发电机的原理;
(3)掌握感生电动势与感生电场概念,掌握感生电场的性质及计算感生电场和感生电动势的方法,了解电子感应加速器的工作原理;
(4)掌握自感电动势和自感系数的概念及其计算,掌握互感电动势和互感系数的概念及其计算;
(5)掌握自感线圈的磁能概念,了解互感线圈的磁能概念;
(6)掌握位移电流、位移电流密度的概念,掌握麦克斯韦方程组的积分形式;
(7)了解平面电磁波的性质和能流密度的概念。
三、参考书目
[1]漆安慎,杜婵英,力学(第二版),教育出版社,2005.
[2]梁灿彬等,电磁学(第二版),高等教育出版社,2004.
2014年硕士研究生入学考试自命题考试大纲
考试科目代码:复试科目名称:物理教学论
一、考试形式与试卷结构
1)试卷成绩及考试时间
本试卷满分为100分,考试时间为180分钟。
2)答题方式
答题方式为闭卷、笔试。
3)试卷内容结构
考试内容及所占分值为:
物理教学论40分
高考相关的物理(力学、电磁学)内容40分
翻译20分
4)题型结构
选择题:4小题,每小题5分,共20分
计算题:2小题,每小题15分,共30分
问答题:2小题,每小题15分,共30分
翻译题:1小题,每小题20分,共20分
二、考试内容与考试要求
1、物理教学论概述
考试内容
物理学和物理教育的社会作用,物理教育与人类社会的关系,物理学和其他自然科学的关系,物理学的学科特点,教学计划,物理教学大纲,物理教学任务,我国物理教育概况
考试要求
(1)理解物理学和物理教育的社会作用、物理学的学科特点,了解物理学和其他自然学科的关系。
(2)掌握教学计划、物理教学大纲的含义及特点。
(3)理解物理教学任务的内容、了解我国近代物理教育概况。
2、物理教学内容
考试内容
物理教学内容、中学物理教材、教材编写、中学物理的知识结构及特点、中学物理教材内容的确定
考试要求
(1)理解物理教学内容的含义。
(2)理解中学物理教材及其应该满足的要求,了解教材编写经历的阶段。
(3)掌握中学物理的知识结构及各部分的特点。
(4)理解中学物理教材内容的确定。
3、物理教学过程
考试内容
物理教学过程的含义及特点,物理教学过程的要素及其相互关系,物理课堂教学设计与教法选择,物理有效课堂交往的满足、优化、合作策略,物理教学过程学生学习动力的培养。
考试要求
(1)理解物理教学过程的含义及特点,理解物理教学过程各要素的含义及其相互关系,掌握物理课堂教学设计应突出的几个方面及其教法的选择。
(2)掌握并会运用物理有效课堂交往的满足策略、优化策略、合作策略。
(3)理解学习动力的结构及功能,理解学习动力的形成及起作用的规律,掌握并会运用教学过程中学习动力的培养。
4、物理教学方法
考试内容
物理教学方法的认识、含义及特征,常用的教学方法及基本要求(讲授法、谈话法、讨论法、读书指导法、演示法、参观法练习法、实验法、实习作业法、欣赏法、发现法),教学方法的选择与运用,教学方法的发展趋势。
考试要求
(1)理解物理教学方法的含义及其特征。
(2)掌握并会运用常用的教学方法(讲授法、谈话法、讨论法、读书指导法、演示法、参观法练习法、实验法、实习作业法、欣赏法、发现法),并理解运用这些方法的基本要求。
(3)理解教学方法选择的意义、依据及发展趋势,掌握教学方法的运用。
5、物理概念、规律、实验、习题的教学
考试内容
概念教学的重要性,对概念的理解、巩固,概念教学的要求,上好概念教学课的要点,规律教学的重要性,对规律的理解,规律教学的要求,上好规律教学课的要点,物理实验教学的类型、物理实验的含义及特点,物理实验课中应培养的实验技能、物理实验课的基本要求,习题教学课的特点,习题教学的备课及习题教学课中的解题指导,高考相关的物理知识内容。
考试要求
(1)明确物理概念教学的重要性,掌握对概念的理解,掌握如何巩固概念。
(2)掌握概念教学的要求,掌握如何上好概念教学课。
(3)明确物理规律教学的重要性,掌握对规律的理解。
(4)掌握规律教学的要求,掌握如何上好规律教学课。
(5)掌握物理实验教学的类型及其主要形式,理解物理实验的含义及特点。
(6)掌握物理实验课中应该培养的实验技能,理解物理实验课的基本要求。
(7)理解习题教学课的特点及目的。
(8)掌握习题教学课的备课,掌握在习题教学课如何进行解题指导。
(9)掌握高考相关的物理知识内容。
6、学生的物理学习
考试内容
正确引导学生学习物理,正确指导学生进行物理解题,学生学习物理的方法及其存在的问题,教育学、心理学中的学习理论。
考试要求
(1)掌握正确引导学生学习物理的要点,掌握正确指导学生进行物理解题的方法。
(2)了解学生学习物理的方法,理解学生学习物理时存在的问题。
(3)掌握并会运用有关教育学、心理学的学习理论来解决学生学习物理的问题。
7、物理教师
考试内容
物理教师的职责及其职业的角色特征,物理教师的知识结构与教学能力,物理教师备课的内容及要求,制定教学工作计划的内容,物理教师评课的意义、功能、过程、原则、种类及用途,物理教学研究的含义、撰写研究报告和学术论文
考试要求
(1)理解物理教师的职责及其职业的角色特征,理解物理教师的知识结构和教学能力。
(2)掌握物理教师备课的内容和要求,理解学期教学工作计划、课时计划的内容。
(3)理解物理教师评课的意义、功能、过程、原则、种类及用途。
(4)了解物理教学研究的过程、撰写研究报告和学术论文的基本步骤及特点。
8、物理教学案例
考试内容:
物理教案的主要组成部分,分析全日制高中物理教材的内容、编写物理教案;说课文稿包含的主要内容,说课的方法。
考试要求:
(1)掌握分析全日制高中物理教材的内容,并写一份完整的物理教案。
(2)在备课基础上写一份说课文稿。
三、参考书目
漆安慎杜婵英.力学(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2005.
梁灿彬秦光戎梁竹健.电磁学(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2004.
.宋善炎.物理教学论[M].长沙:湖南师范大学出版社,2002.
2014年硕士研究生入学考试自命题考试大纲
考试科目代码:考试科目名称:电动力学
一、考试形式与试卷结构
1)试卷成绩及考试时间
本试卷满分为100分,考试时间为180分钟。
2)答题方式
答题方式为闭卷、笔试。
3)试卷内容结构
各部分内容所占分值为:
电磁场理论约80分
狭义相对论约20分
4)题型结构
填空题:10小题,每小题4分(或每空2分),共40分
简答题:4小题,每小题5分,共20分
计算题:4小题,每小题10分,共40分
二、考试内容与考试要求
(一)电磁场理论
1、电磁现象的普遍规律
考试内容
电荷与电场电流和磁场麦克斯韦方程组介质的电磁性质电磁场的边值关系电磁场的能量和能流
考试要求
(1)熟练地掌握麦克斯韦方程组的微分,积分形式及其物理意义并了解其实验基础;了解行列式的概念,掌握行列式的性质.
(2)掌握不同介质中电磁性质的描述及麦克斯韦方程组的差异;
(3)掌握电磁场边值关系的描述及其物理意义和应用;
(4)掌握电磁场的能量密度和能流密度,场与电流系统的能量转换与守恒。
2、静电场
考试内容
静电势及其微分方程唯一性定理拉普拉斯方程,分离变量法电象法电多极矩
考试要求
(1)了解静电场的基本问题、静电势及其方程的物理意义;
(2)掌握唯一性定理的内容及其重要性;
(3)掌握用电象法和分离变量法求解静电场;
(4)了解电多极矩与多极势,掌握定域空间电荷体系的电偶极矩及其势的求解方法,以及电偶极子在外电场中的受力、力矩及能量的计算。
3、静磁场
考试内容
矢势及其微分方程磁标势磁多极矩
考试要求
(1)掌握稳恒电流磁场的矢势及其微分方程的物理意义;
(2)掌握引入磁标势的条件及其方程和物理意义;
(3)了解磁多极展开,掌握定域空间电流体系的磁偶极矩的标势、矢势及其在外磁场中的受力、力矩和能量的计算。
4、电磁波的传播
考试内容
平面电磁波电磁波在介质界面上的反射和折射有导体存在时电磁波的传播谐振腔波导管
考试要求
(1)掌握时变电磁场的波动性,掌握时谐(定态)电磁波和平面电磁波的基本方程及解的形式和这些波的特性;
(2)掌握电磁波在导体内和矩形波导管内的传播特性;
(3)掌握平面单色电磁波在介质界面及良导体界面的反射与折射及某些重要结论。
5、电磁波的辐射
考试内容
电磁场的标势和矢势推迟势电偶极辐射电磁场的动量
考试要求
(1)掌握电磁场的标势和矢势的物理意义;
(2)掌握两种规范及达朗贝尔方程;
(3)理解推迟势的物理意义;
(4)掌握电偶极辐射的基本公式和物理意义并能对简单的辐射系统的电偶极辐射进行计算;
(5)掌握定域空间中电磁场的动量转换和守恒定律的物理意义,了解辐射压力。
(二)狭义相对论
考试内容
狭义相对论的实验基础狭义相对论的基本原理洛伦兹变换相对论的时空理论相对论的四维形式电动力学的相对论不变性相对论力学
考试要求
(1)了解狭义相对论的实验基础;掌握其基本原理;
(2)熟练掌握洛伦兹变换和相对论的时空理论;
(3)掌握常用的几个四维协变量;
(4)掌握相对论力学中的动量、能量守恒及质能关系的意义;
(5)了解相对论电动力性的协变性。
三、参考书目
[1]郭硕鸿编.电动力学(第三版).高等教育出版社,2008.
2014年硕士研究生入学考试自命题考试大纲
考试科目代码:[]考试科目名称:普通物理(电、光、原)
一、考试形式与试卷结构
1)试卷成绩及考试时间
本试卷满分为150分,考试时间为180分钟。
2)答题方式
答题方式为闭卷、笔试。
3)试卷内容结构
各部分内容所占分值为:
电磁学约70分
光学约50分
原子物理学约30分
4)题型结构
填空题:10小题,每小题2分,共20分
填空题:15小题,每小题4分,共60分
简答题:4小题,每小题5分,共20分
计算题:5小题,每小题10分,共50分
二、考试内容与考试要求
(一)电磁学部分
1、静电场
考试内容
静电场的基本规律:电荷库仑定律静电场高斯定理电场线电势
有导体时的静电场:静电场中的导体封闭金属壳内外的场电容器及其电容带电体系的静电能
静电场中的电介质:电偶极子电介质的极化极化电荷有电介质时的高斯定理有电介质时的静电场方程电场的能量
考试要求
(1)了解两种电荷及其相互作用、电荷守恒定律;
(2)理解和掌握库仑定律的适用条件和应用范围、它的矢量形式及其叠加原理;
(3)掌握电场、电场强度的概念及场的叠加原理,掌握电通量的概念和计算,理解高斯定理的内涵及其应用,熟练掌握计算电场强度的方法;
(4)理解静电场力做功的性质,掌握静电场的环路定理、电势差和电势概念;
(5)了解电场线的性质及其应用、等势面及电势与场强的微分关系;
(6)掌握导体静电平衡的条件及平衡时导体的性质,掌握导体静电平衡时的讨论方法;
(7)掌握封闭导体壳内、外的电场的特点,理解静电屏蔽的原理及应用;
(8)理解和掌握电容器的概念及电容的计算,掌握电容器联接的基本方法及计算,掌握处理导体平板组合问题的基本方法;
(9)掌握带电体系的静电能的概念和带电导体、电容器的静电能的计算;
(10)理解电偶极子概念,掌握电偶极子激发的电场及外电场对电偶极子的作用;
(11)掌握电偶极模型下的两种电介质分子及其在外电场中的位移极化和取向极化这两种极化方式、极化强度的概念以及极化强度与场强的关系;
(12)理解极化电荷与极化强度的定量关系及极化电荷面密度与极化强度的关系,了解极化电荷体密度与极化强度的关系;
(13)掌握电位移的概念,熟练掌握有介质时的高斯定理及其应用;
(14)理解有介质时的静电场方程;掌握电场能量密度的概念和电场能量的计算。
2、直流电路
考试内容
稳恒电流和电路:恒定电流直流电路欧姆定律和焦耳定律电源和电动势基尔霍夫方程组
考试要求
(1)掌握电流、电流强度和电流密度的概念,理解连续性方程、恒定电流和恒定电场概念;
(2)理解电路的基本构成和直流电路的特点;
(3)掌握欧姆定律及其微分形式,掌握各种形状导体的电阻计算,理解焦耳定律及其微分形式,了解经典金属电子论;
(4)掌握电源的非静电力、电动势、内阻和端电压的概念,掌握一段含源电路的欧姆定律,理解直流电路的能量转换,了解导线表面的电荷分布;
(5)熟练掌握基尔霍夫第一、第二方程组及其应用。
3、恒定磁场
考试内容
恒定电流的磁场:磁现象及其与电现象的联系毕奥-萨伐尔定律磁场的高斯定理安培环路定理带电粒子在电磁场中的运动磁场对载流导体的作用
磁介质:磁介质存在时静磁场的基本规律顺磁性与抗磁性铁磁性与铁磁质磁场的能量
考试要求
(1)了解磁性、磁极及其相互作用和电流的磁效应等现象;
(2)熟练掌握毕奥-萨伐尔定律及其应用,掌握磁感应强度的概念,了解运动电荷的磁场;
(3)掌握磁通量的概念和计算,理解磁感应线及其性质,了解磁场的高斯定理;
(4)熟练掌握安培环路定理及其应用,理解磁场的性质;
(5)掌握带电粒子在磁场中的运动的一般规律,理解霍尔效应及其应用,了解回旋加速器、汤姆孙实验等的简单原理;
(6)掌握安培力公式、任意平面闭合电流的磁矩及其在外磁场中的磁力矩的概念;
(7)熟练掌握磁场强度的概念和有磁介质时的环路定理,理解磁介质的磁化规律,了解静磁场与静电场方程的对比;
(8)理解顺磁性和抗磁性的特点;了解铁磁质的磁化性能、铁磁质的分类和应用以及铁磁性的起因;
(9)掌握磁场能量密度和磁场能量的概念。
4、时变电磁场
考试内容
电磁感应:电磁感应现象及规律动生电动势感生电动势和感生电场自感和互感磁能
电磁场和电磁波:位移电流与麦克斯韦方程组平面电磁波电磁场的能量密度和能流密度
考试要求
(1)理解电磁感应现象,掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律;
(2)熟练掌握动生电动势的计算,理解动生电动势与洛伦兹力的内在联系,了解交流发电机的原理;
(3)掌握感生电动势与感生电场概念,掌握感生电场的性质及计算感生电场和感生电动势的方法,了解电子感应加速器的工作原理;
(4)掌握自感电动势和自感系数的概念及其计算,掌握互感电动势和互感系数的概念及其计算;
(5)掌握自感线圈的磁能概念,了解互感线圈的磁能概念;
(6)掌握位移电流、位移电流密度的概念,掌握麦克斯韦方程组的积分形式;
(7)了解平面电磁波的性质和能流密度的概念。
(二)光学
1、光的干涉
考试内容
光波的特性光波的独立性、叠加性光波的相干性和非相干性
分波面双光束干涉杨氏双缝干涉相位光程差单色光的干涉花样干涉级次条纹间距条纹的可见度光波的相干条件半波损失
分振幅薄膜干涉额外程差等倾干涉的原理及其干涉花样等厚干涉的原理及其干涉花样薄膜干涉的应用
迈克耳孙干涉仪原理干涉花样应用
牛顿环原理干涉花样应用
考试要求
(1)了解光波的独立性、叠加性,光波的相干性和非相干性。
(2)理解和掌握光波的相干条件、半波损失和额外程差的概念
(3)理解杨氏双缝干涉原理,理解相位和光程差的概念及其之间的关系,掌握条纹间距的计算公式
(4)理解薄膜干涉(等倾和等厚干涉)的原理及其干涉花样,掌握光程差的计算公式。
(5)了解薄膜干涉的一些应用。
(6)理解迈克耳孙干涉仪的原理,掌握其应用公式(光程差改变量的计算公式)。
(7)了解牛顿环的原理和干涉花样。
2、光的衍射
考试内容
光波的惠更斯-菲涅尔原理菲涅尔衍射菲涅尔半波带圆孔和圆屏衍射直线传播和衍射的区别夫琅和费单缝衍射和圆孔衍射单缝衍射花样和极小位置圆孔衍射的第一极小位置平面衍射光栅光栅方程缺级光栅光谱干涉和衍射的联系和区别
考试要求
(1)理解惠更斯-菲涅尔原理,了解菲涅尔衍射,了解菲涅尔半波带。
(2)掌握圆孔衍射中波带数的计算公式。
(3)理解直线传播和衍射的区别,理解干涉和衍射的联系和区别。
(4)掌握单缝衍射的极小位置公式,掌握圆孔衍射的第一极小位置公式。
(5)掌握光栅方程、缺级,利用光栅方程求白光入射的衍射花样中不同波长对应的位置,或屏上的全部条纹数目。
3、光的偏振
考试内容
光的五种偏振状态自然光线偏振光部分偏振光椭圆偏振光圆偏振光偏振片马吕斯定律消光现象
反射光的偏振态折射光的偏振态布儒斯特定律布儒斯特角(全偏角)
光的双折射现象寻常光(o光)和非常光(e光)光轴单轴晶体主平面(主截面)o光和e光的特性正晶(石英)负晶(方解石)两个主折射率波晶片半波片四分之一波片
偏振光的检定偏振光的干涉显色偏振
考试要求
(1)了解椭圆偏振光和圆偏振光,理解自然光、线偏振光以及部分偏振光之间的关系。
(2)掌握并能熟练运用马吕斯定律和布儒斯特定律。
(3)理解光轴、主截面的概念,理解o光和e光的特性,理解两个主折射率,掌握偏振图(光的振动分解图)的画法。
(4)理解偏振片、半波片和四分之一波片的特点,掌握线偏振光的检定,了解其他偏振光的检定。
(5)理解偏振光的干涉,了解显色偏振。
(三)原子物理学
1、原子结构、原子的能级和辐射
考试内容
原子的基本状况原子的质量一个原子质量单位原子的大小卢瑟福的核式结构模型粒子散射实验大角散射
氢原子光谱里德堡方程赖曼系巴尔末系氢原子玻尔理论玻尔理论的三个假设氢原子第一轨道半径氢原子基态能类氢离子光谱里德堡常数的修正夫兰克-赫兹实验索末菲的氢原子椭圆轨道理论原子空间取向量子化玻尔的对应原理
考试要求
(1)了解原子的质量,掌握一个原子质量单位,了解原子的大小,理解卢瑟福的核式结构模型,了解粒子散射实验、大角散射。
(2)理解氢原子光谱的里德堡方程,掌握赖曼系和巴尔末系的光谱公式,并能用公式求光波长。
(3)理解玻尔的三个假设,掌握氢原子激发能、电离能的计算方法,会画能级图。
(4)理解类氢离子的光谱方程,掌握里德堡常数的修正公式。
(5)了解夫兰克-赫兹实验,了解索末菲的氢原子椭圆轨道理论,了解原子空间取向量子化的概念,了解玻尔的对应原理。
2、碱金属原子、多电子原子
考试内容
碱金属原子光谱主线系第一、第二辅线系电子态(nl)主量子数n轨道角量子数l原子实极化和轨道贯穿碱金属原子光谱的精细结构电子自旋量子数s电子的自旋角动量及对外场的投影电子的自旋磁矩及对外场的投影电子的轨道角动量及对外场的投影电子的轨道磁矩及对外场的投影电子自旋角动量与轨道角动量的耦合电子自旋与轨道运动的相互作用及由此产生的附加能双重能级结构碱金属及氢原子的原子态符号总角量子数j单电子能级跃迁的选择定则
多电子原子氦原子及第二族元素的单重能级与三重能级两个角动量耦合的普遍规则L-S耦合模型及其适用范围洪德定则J-J耦合模型及其适用范围同科电子泡利不相容原理能级跃迁的选择定则
考试要求
(1)了解碱金属原子光谱的主线系,第一、第二辅线系,理解原子实极化和轨道贯穿,掌握主量子数n、轨道角量子数l、电子自旋量子数s、总角量子数j,了解碱金属原子光谱的精细结构。
(2)掌握电子的自旋、轨道角动量及对外场的投影,掌握电子的自旋、轨道磁矩及对外场的投影,掌握碱金属及氢原子的原子态符号写法。会画相应的能级图。
(3)了解电子自旋与轨道运动的相互作用及由此产生的附加能,了解单电子能级跃迁的选择定则。
(4)理解氦原子及第二族元素的单重能级与三重能级氦原子及第二族元素的单重能级与三重能级,掌握个角动量耦合的普遍规则,掌握L-S耦合模型并能求出电子组态的原子态,理解洪德定则了解J-J耦合模型及其适用范围会画相应的能级图。
(5)理解泡利不相容原理和同科电子,理解多电子原子能级跃迁的选择定则。
3、塞曼效应
考试内容
电子的自旋磁矩和轨道磁矩原子的有效磁矩与总角动量之间的关系朗德因子g磁场对原子的影响拉莫尔进动史特恩-盖拉赫实验顺磁原子顺磁共振原子能级在磁场中的分裂塞曼效应(谱线在磁场中分裂的现象)正常、反常塞曼效应塞曼谱线的计算(新谱线与原谱线波数差的计算)顺磁性抗磁性抗磁原子
考试要求
(1)理解电子的自旋磁矩和轨道磁矩,理解原子的有效磁矩与总角动量之间的关系,掌握有效磁矩的计算公式,掌握朗德因子的计算公式。
(2)了解拉莫尔进动,了解史特恩-盖拉赫实验,了解顺磁共振。
(3)理解原子能级在磁场中的分裂,掌握附加能计算公式,利用格罗春图计算波数差。
(4)了解顺磁性、抗磁性、顺磁原子和抗磁原子。
4、原子的壳层结构
考试内容
元素周期表原子的电子壳层结构描述电子的四个量子数主壳层和次壳层能容纳的电子数目原子基态能量最低原理
考试要求
(1)了解元素周期表,理解原子的电子壳层结构,掌握描述电子的四个量子数。
(2)掌握主壳层和次壳层能容纳的电子数目,了解用能量最低原理和泡利原理确定原子基态的方法。
5、X射线
考试内容
X射线的产生X射线波长的测量(布喇格方程)X射线的发射谱连续谱和标识谱连续谱的产生机制短波限的量子解释标识谱的产生机制标识谱与光学光谱的比较X射线的吸收和散射康普顿散射及其量子解释
考试要求
(1)了解多X射线的产生装置,掌握布喇格方程。
(2)了解X射线的发射谱,理解连续谱的产生机制,理解短波限的量子解释,掌握短波限的计算。
(3)理解标识谱的产生机制,掌握标识谱与光学光谱的比较。
(4)了解X射线的吸收,理解康普顿散射及其量子解释。
6、原子核
考试内容
原子核的基本知识(电量、大小、组成、密度)结合能平均结合能原子核的放射衰变放射性强度衰变衰变衰变核力的性质核反应核反应能核裂变核聚变
考试要求
(1)掌握原子核的一些基本知识(电量、大小、组成、密度)
(2)理解结合能和平均结合能的概念,掌握结合能和平均结合能的计算公式。
(3)理解原子核放射衰变的概念,了解放射性强度的概念,了解衰变、衰变和衰变的现象,掌握放射衰变的指数衰变公式,理解半衰期和衰变常数的关系。
(4)理解核力的性质。
(5)理解核反应方程,理解核反应过程中需满足的一些守恒定律,理解核反应能的定义,掌握核反应能的计算方法。
(6)了解核裂变和核聚变。
三、参考书目
[1]梁灿彬等.电磁学(第二版).高等教育出版社,2004.
[2]姚启均.光学(第四版).高等教育出版社,2012.
[3]诸圣麟.原子物理学.高等教育出版社,2012.
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