《物理综合》考试大纲
一、大纲综述
本科目是西安工程大学物理学一级硕士点研究生考试的复试科目。本科目要求考生比较系统准确地理解力学、电磁学、热学、光学、原子物理学、量子力学、固体物理等科目的基本概念和基本理论,熟练掌握相应的物理思想和解题方法。要求考生具有抽象思维能力、逻辑推理能力、运算能力和综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力。
二、考试内容
(一)力学
1、质点运动学
位置矢量,位移,速度,加速度,由运动方程求速度、加速度,由速度、加速度并利用初始条件建立简单问题的运动方程,自然坐标系,相对运动。
2、质点动力学
牛顿三大运动定律及其应用,冲量的概念,质点的动量定理,质点系的动量定理和动量守恒定理,质点对参考点的角动量概念,质点与质点系的角动量定理、角动量守恒定律,变力的功,质点的动能定理,保守力,功能原理和机械能守恒定律。
(二)电磁学
1、静电场
电场强度,点电荷的电场强度,电场强度叠加原理,静电场高斯定理及应用,静电场的环路定理,电势及其计算,电势梯度,静电场中的电偶极子,静电平衡,静电屏蔽,电介质的极化,平行板电容器,静电场的能量。
2、稳恒磁场
电流及电流密度,磁感应强度的概念,毕奥-萨伐尔定律及其应用,磁场的高斯定理,磁场的安培环路定理的意义及其应用,洛仑兹力,安培力,磁力矩公式,磁介质中的安培环路定理。
3、电磁感应
电动势的概念,电磁感应定律及其应用,楞次定律,动生电动势,感生电动势和感应电场,互感和自感,磁场的能量,位移电流,麦克斯韦方程组。
(三)热学
1、热力学
功和热量的概念,准静态过程,摩尔热容量,热力学第一定律及其应用,循环过程及效率,热力学第二定律,熵的概念。
2、气体动理论
统计的基本概念,气体分子热运动图象,理想气体的压强和温度,气体分子能量按自由度均分定理,理想气体内能,麦克斯韦速率分布律,热力学第二定律的微观解释。
(四)振动和波动
1、简谐振动
简谐振动的定义,简谐振动的表达式及特征量,旋转矢量法,简谐振动的能量,同方向、同频率简谐振动的合成。
2、机械波
机械波的产生,纵波和横波,描述波动的特征量,平面简谐波的表达式及建立过程,波的能量,能流密度,波的干涉,驻波,半波损失,多普勒效应。
(五)波动光学
1、光的干涉
原子发光的特点,相干光,光的干涉,杨氏双缝干涉,劳埃德镜,光程和光程差,薄膜干涉,劈尖和牛顿环,迈克尔孙干涉仪。
2、光的衍射
惠更斯-菲涅耳原理,菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射,菲涅耳半波带法,单缝衍射,圆孔衍射及光学仪器的分辨本领,光栅衍射。
3、光的偏振
自然光,线偏振光,部分偏振光,马吕斯定律,布儒斯特定律,双折射现象。
(六)原子和量子物理
1、原子的核式结构
原子的发现、电子和原子核的发现、卢瑟福散射、原子行星模型的意义和困难。
2、波尔的氢原子理论
氢原子光谱,夫兰克-赫兹实验,波尔的氢原子理论,波尔理论的成功和局限。
3、量子力学的提出
黑体辐射,斯特藩-玻耳兹曼定律,维恩位移定律,能量量子化,普朗克能量子假说,普朗克黑体辐射公式,光电效应,光子,爱因斯坦方程,康普顿效应。
4、波函数的波粒二象性
德布罗意物质波,光和实物粒子的波粒二象性,海森堡不确定原理,概率波,波函数及其统计解释,薛定谔方程,一维势阱问题,隧道效应,氢原子光谱的量子力学解释。
5、原子中电子的自旋
电子轨道运动的磁矩,史特恩-盖拉赫实验,电子的自旋假设,四个量子数,泡利不相容原理和原子的壳层结构,原子光谱的精细结构,碱金属双线,塞曼效应,斯塔克效应。
(七)固体物理
1、晶体结构
晶体结构,晶体中原子的排列特点、晶面、晶列、对称性,简单的晶体结构,二维和三维晶格的分类,倒易点阵,布里渊区、X射线衍射条件,基元的几何结构因子及原子形状因子。
2、固体的结合
固体结合的基本形式,共价晶体,金属晶体,分子晶体与离子晶体,范德瓦尔斯结合,氢键,马德隆常数
3、能带理论
布洛赫定理,近自由电子模型,紧束缚近似,费米面,能态密度和能带的特点,表面电子态。
4、晶体中电子在电场和磁场中的运动
恒定电场作用下电子的运动,用能带论解释金属、半导体和绝缘体,以及空穴的概念,恒定磁场中电子的运动,回旋共振、德·哈斯-范·阿尔芬效应