一、考試總體要求與考試要點(diǎn)
1.考試對象
考試對象為具有全國碩士研究生入學(xué)考試資格并報(bào)考西安電子科技大學(xué)理學(xué)院光學(xué)[070207]、無線電物理學(xué)專業(yè)[070208]的考生。
2.考試總體要求
要求學(xué)生熟練掌握物理學(xué)中最基本的概念和原理;并具備運(yùn)用所學(xué)理論解決基本實(shí)際物理問題的能力。
3.考試范圍
考試內(nèi)容包括大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容中的以下部分:電磁學(xué)(靜電場,穩(wěn)恒磁場,電磁感應(yīng)),光學(xué)(光的干涉,光的衍射,光的偏振),熱學(xué)(氣體分子運(yùn)動論,熱力學(xué)),機(jī)械振動與波動,近代物理。
4.考試要點(diǎn)
(一)靜電場
內(nèi)容:電荷守恒定律;點(diǎn)電荷,真空中的庫侖定律;電場,電場強(qiáng)度迭加原理,場強(qiáng)的計(jì)算;電場線,電場強(qiáng)度通量,高斯定理及應(yīng)用;靜電場力所做的功,電勢能,電勢,電勢差。電勢迭加原理,電勢的計(jì)算;等勢面,場強(qiáng)和電勢的關(guān)系;電偶極子在外電場中所受的力和力矩,電偶極子在外電場中的勢能。
考核要求:
• 理解庫侖定律,電場的迭加原理。
• 掌握靜電場的電場強(qiáng)度和電勢的概念,并能熟練的應(yīng)用微積分計(jì)算一些簡單帶電體的場強(qiáng)和電勢。
• 掌握電勢和場強(qiáng)的積分關(guān)系,理解場強(qiáng)和電勢的微分關(guān)系,并會用于計(jì)算場強(qiáng)和電勢。
• 理解靜電場的規(guī)律(高斯定理和環(huán)流定理)。會用高斯定理計(jì)算場強(qiáng)的條件和方法。
(二)靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)
內(nèi)容:靜電場的導(dǎo)體;靜電場中的電介質(zhì),電位移矢量,有電介質(zhì)時的高斯定理。電容,電容器;電場能量,能量密度。
考核要求:
• 掌握靜電平衡條件及導(dǎo)體上的電荷分布。
• 了解電場中電介質(zhì)的極化及微觀解析。
• 理解電容的定義及物理意義,能計(jì)算較為典型的電容器電容的方法。
• 理解靜電場能量、能量密度的概念,能計(jì)算一些簡單的對稱情況下的電場所儲存的場能。
(三) 穩(wěn)恒磁場
內(nèi)容:磁感應(yīng)強(qiáng)度;磁通量,磁場中的高斯定律;畢奧-沙伐爾定律;安培環(huán)路定律;運(yùn)動電荷的磁場;磁場對載流導(dǎo)線的作用(安培定律),磁場對載流線圈的作用;磁力的功;運(yùn)動電荷在磁場中所受的力(洛侖茲力);帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動;霍爾效應(yīng)。
考核要求:
• 掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念及畢-薩定律。并能計(jì)算一些簡單問題的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
• 理解穩(wěn)恒磁場的規(guī)律(磁場的高斯定律和安培環(huán)路定律)。掌握用安培環(huán)路定律計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法。
• 掌握安培定律和洛侖茲力公式。了解磁矩的概念。
• 了解磁力的功。
(四)磁介質(zhì)
內(nèi)容:磁介質(zhì),磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定律。
考核要求:
• 了解磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象,種類及磁化的微觀解釋。
• 了解鐵磁質(zhì)的特點(diǎn)。
(五) 電磁感應(yīng)
內(nèi)容:電動勢,電磁感應(yīng)定律;動生電動勢和感生電動勢;自感和互感,磁場的能量;位移電流,電磁場基本方程的積分形式。
考核要求:
• 掌握法拉第電磁感應(yīng)定律。
• 掌握動生電動勢的本質(zhì),理解感生電動勢的本質(zhì)。
• 理解自感系數(shù)、互感系數(shù)的定義及物理意義。
• 了解磁場能量、能量密度的概念。
• 了解麥克斯韋方程組(積分形式)的物理意義。
(六) 波動光學(xué)
內(nèi)容:光的單色性和相干性;楊氏雙縫實(shí)驗(yàn),洛埃鏡;光程,薄膜干涉;劈尖,牛頓環(huán);麥克爾遜干涉儀;光的衍射;單縫衍射;圓孔衍射,光學(xué)儀器的分辨率;衍射光柵;偏振光;反射光和折射光的偏振;馬呂斯定律;雙折射。
考核要求:
• 理解獲得相干光的方法。
• 掌握光程的概念以及光程差和相位差的關(guān)系。能分析確定楊氏雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋的位置。
• 了解惠更斯――菲涅爾原理。
• 了解用半波帶法分析單縫夫瑯和費(fèi)衍射。分析縫寬及波長對衍射條紋分布的影響。
• 了解圓孔衍射,了解光學(xué)儀器的分辨率。
• 掌握光柵衍射公式。會確定光柵衍射譜線的位置和缺級。會分析光柵常數(shù)及波長對光柵衍射譜線分布的影響。
• 了解自然光和線偏振光。理解偏振光的獲得和檢驗(yàn)方法。理解布儒斯特定律和馬呂斯定律。
(七) 機(jī)械振動
內(nèi)容:諧振動(諧振動的參量;諧振動方程;旋轉(zhuǎn)矢量法;單擺和復(fù)擺;諧振動的能量;諧振動的合成)。
考核要求:
• 掌握諧振動的基本特征。能建立物體作諧振動時的微分方程。能根據(jù)所給振動系統(tǒng)和初始條件寫出一維諧振動的運(yùn)動方程,并理解物理意義。
• 掌握描述諧振動的物理參量(特別是相位)的物理意義及求法。
• 了解旋轉(zhuǎn)矢量法。
• 了解兩個同方向同頻率諧振動合成規(guī)律以及合振動振幅極大和極小的條件。了解拍的含義,形成拍的條件。
• 了解相互垂直的兩諧振動合成的規(guī)律。
• 了解諧振動的能量。
(八) 機(jī)械波
內(nèi)容:機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播;波長,波的周期和頻率,波速;簡諧波的波動方程,波的能量,惠更斯原理,波的衍射,波的干涉;駐波;多普勒效應(yīng)。
考核要求:
• 理解機(jī)械波產(chǎn)生的條件。掌握波動參量的物理意義及其關(guān)系。
• 掌握建立平面簡諧波的波動方程的方法,以及波動方程的物理意義。
• 了解波的能量傳播特征,了解能流、能流密度概念。
• 理解惠更斯原理和波的迭加原理。
• 掌握波的干涉現(xiàn)象,相干條件,相干波迭加后振幅加強(qiáng)和減弱的條件
• 理解駐波的特點(diǎn)及形成條件,能建立駐波方程并進(jìn)行分析討論。理解駐波和行波的區(qū)別。
• 了解機(jī)械波的多普勒效應(yīng)。
(九)氣體分子運(yùn)動論
內(nèi)容:統(tǒng)計(jì)物理學(xué)和熱力學(xué)的研究對象和研究方法;平衡狀態(tài)與平衡過程,理解氣體的壓強(qiáng)公式;氣體分子的平均平動動能與溫度的關(guān)系;能量均分定理,理解氣體的內(nèi)能;麥克斯韋速率分布率;波耳茲曼分布率。
考核要求:
• 了解系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是微觀運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)。
• 了解氣體分子熱運(yùn)動圖象。理解理想氣體的壓強(qiáng)公式,溫度公式及它們的物理意義。
• 了解能量均分定理,并會應(yīng)用該定理計(jì)算理想氣體的內(nèi)能。
• 了解麥克斯韋速率分布率。了解速率分布函數(shù)分布曲線的物理意義。了解氣體分子熱運(yùn)動三種特征速率(平均速率,均方根速率,最概然速率)的意義,并知其求法。
(十) 熱力學(xué)基礎(chǔ)
內(nèi)容:熱力學(xué)第一定律對于理想氣體的應(yīng)用;氣體的摩爾熱容;絕熱過程;循環(huán)過程,卡諾循環(huán);熱力學(xué)第二定律;卡諾定理;熵;熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義和適用范圍。
考核要求:
• 掌握功,熱量,內(nèi)能的概念;理解平衡過程。
• 掌握熱力學(xué)第一定律,能熟練的分析,計(jì)算理想氣體在各等值過程和絕熱過程中的功熱量,內(nèi)能的計(jì)算及卡諾循環(huán)的效率。
• 了解可逆過程和不可逆過程。了解熱力學(xué)第二定律的兩種表述。
• 了解熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義。
(十一) 狹義相對論基礎(chǔ)
內(nèi)容:伽利略變換,愛因斯坦的兩點(diǎn)基本假設(shè),洛倫茲變換;同時性的相對性,長度收縮,時間膨脹;相對論動力學(xué)基礎(chǔ)。
考核要求:
• 了解愛因斯坦狹義相對論的兩條基本假設(shè)。
• 理解洛倫茲變換。
• 了解牛頓力學(xué)中的時空觀和狹義相對論中的時空觀以及兩者的差異。
• 了解狹義相對論中質(zhì)量和速度的關(guān)系,質(zhì)量和能量的關(guān)系。
• 了解相對論速度變換。
(十二) 量子物理基礎(chǔ)
內(nèi)容:黑體輻射的規(guī)律,普朗克量子假設(shè);光電效應(yīng);愛因斯坦方程,康普頓效應(yīng);實(shí)物粒子的波粒二象性;測不準(zhǔn)關(guān)系;波函數(shù),薛定諤方程;激光;固體能帶的形成;導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。
考核要求:
• 了解黑體輻射規(guī)律和普朗克的量子假設(shè)。
• 了解光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。理解光的波粒二象性。
• 了解德布羅意的物質(zhì)波假定及電子衍射實(shí)驗(yàn)。了解實(shí)物粒子的波粒二象性。
• 了解描述物質(zhì)波動性的物理量(波長、頻率)和粒子的物理量(動量、能量)間的關(guān)系。
• 了解氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律及波爾的氫原子理論。
• 了解波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋;了解一維坐標(biāo)動量不確定關(guān)系。了解一維定態(tài)薛定諤方程。
• 了解描述原子中電子運(yùn)動狀態(tài)的四個量子數(shù),了解泡利不相容原理和原子的電子殼層結(jié)構(gòu)。
• 了解激光的形成,特性及主要應(yīng)用。
• 了解固體能帶的形成,并能用能帶觀點(diǎn)區(qū)分導(dǎo)體,半導(dǎo)體和絕緣體。了解本征半導(dǎo)體、 n 型半導(dǎo)體和 p 型半導(dǎo)體。
二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)
1.考試時間
180分鐘。
2.試卷分值
150分。
3.考試方式
閉卷考試。
4.題型結(jié)構(gòu):
試題類型包括:填空題、計(jì)算題或分析證明題。
三、推薦教材參考書目
• 程守洙主編 《普通物理學(xué)》,(第五版),高等教育出版社。 1998。
• 吳百詩,《大學(xué)物理》(上、下冊),科學(xué)出版社。 2001。
• 張三慧主編,《大學(xué)物理學(xué)》 清華大學(xué)出版社, 1999。
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