2019年碩士研究生《普通物理學》考試大綱

(2019)

一、考試性質

物理學是研究自然界中物質的基本結構、相互作用和運動形態的最基本、最普遍規律的學科?！镀胀ㄎ锢韺W》是理工科各專業的一門最基本的自然基礎科學課程。主要內容包括力學、熱學、電磁學、光學、狹義相對論和量子物理基礎等。要求學生在掌握物理學基本概念、基本理論和基本規律和物理圖像的基礎上，能夠運用物理學原理、觀點和方法，分析、研究和解決實際物理問題的能力，具備未來開展相關科研工作的物理基礎。

考試對象為報考西安交通大學的全國碩士研究生入學考試的準考考生。

二、參考書目

程守誅、江之永主編，胡盤新等修訂，《普通物理學》第七版，北京：高等教育出版社，2016

三、考試內容和基本要求

普通物理學內容包括：力學、熱學、電磁學、光學、狹義相對論與量子物理基礎。

（一）力學

1. 掌握位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述質點運動的物理量。能借助于直角坐標系計算質點作平面曲線運動時的速度、加速度。能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。

2. 掌握牛頓運動三定律及其適用范圍。能用微積分求解一維變力作用下的簡單的質點動力學問題。掌握功的概念，能計算直線運動情況下變力的功。理解保守力做功的特點及勢能的概念，會計算重力、彈性力和萬有引勢能。

3. 掌握質點的動能定理和動量定理。通過質點的平面曲線運動情況理解角動量和角動量守恒定律，并能用它們分析、解決質點作平面曲線運動時的簡單力學問題。掌握機械能守恒、動量守恒定律，掌握運用守恒定律分析問題的思想和方法，能分析簡單系統平面運動的力學問題。

4. 了解轉動慣量概念。理解剛體繞定軸轉動的轉動定律和剛體在繞定軸轉動時的角動量守恒定律。

5. 理解簡諧振動，掌握描述諧振動和簡諧波的各物理量及各量的關系。掌握諧振動的基本特征，能建立一維諧振動的微分方程，能根據給定的初始條件寫出一維諧振動的運動方程，并理解其物理意義。理解同方向、同頻率的兩個諧振動的合成規律。

6. 理解機械波產生的條件。掌握由已知質點的諧振動方程得出平面簡諧波的波函數的方法及波函數的物理意義。理解波形圖線。了解波的能量傳播特征及能流、能流密度概念。了解惠更斯原理和波的疊加原理。理解波的相干條件，能應用相位差和波程差分析、確定相干波疊加后振幅加強和減弱條件。理解駐波及其形成條件。了解駐波和行波的區別。了解機械波的多普勒效應及其產生原因。在波源或觀察者單獨相對介質運動，且運動方向沿二者連線的情況下，能用多普勒頻移公式進行計算。

（二）熱學

1. 了解氣體分子熱運動的圖象。理解理想氣體的壓強公式和溫度公式。了解從提出模型、進行統計平均、建立宏觀量和微觀量的聯系到闡明宏觀量的微觀本質思想和方法。能從宏觀和統計意義上理解壓強、溫度、內能等概念。了解系統的宏觀性質是微觀運動的統計表現。

2. 了解氣體分子平均碰撞頻率及平均自由程。了解麥克斯韋速率分布律及速率分布函數和速率分布曲線的物理意義。理解氣體分子熱運動的算術平均速率、方均根速率。了解波耳茲曼能量分布律。通過理想氣體的剛性分子模型，理解氣體分子平均能量按自由度均分定理，并會應用該定理計算理想氣體的定壓熱容定體熱容和內能。

3. 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。能分析、計算理想氣體等體、等壓、等溫過程和絕熱過程中的功、熱量、內能增量及卡諾循環等簡單循環的效率。了解可逆過程和不可逆過程。了解熱力學第二定律及其統計意義。了解熵的玻耳茲曼關系。

（三）電磁學

1. 掌握靜電場的電場強度和電勢的概念以及電場強度疊加原理和電勢疊加原理。理解場強與電勢的微分關系。能計算一些簡單問題中的電場強度和電勢。理解高斯定理和環路定理。理解用高斯定理計算電場強度的條件和方法。

2. 了解導體的靜電平衡條件。了解介質的極化、磁化現象及其微觀解釋。了解鐵磁質的特性。了解有介質存在時的高斯定理和安培環路定理。

3. 掌握磁感應強度的概念。理解畢奧-薩伐爾定律，能計算一些簡單問題中的磁感應強度。理解磁場高斯定理和安培環路定理。理解用安培環路定理計算磁感應強度的條件和方法。理解安培定律和洛倫茲力公式。了解電偶極矩和磁矩的概念。能計算電偶極子在均勻電場中，簡單幾何形狀載流導體和載流平面線圈在均勻磁場中或在無限長直載流導線產生的非均勻磁場中所受的力和力矩。能分析點電荷在均勻電場和非均勻磁場中的受力和運動。

4. 掌握法拉第電磁感應定律。理解動生電動勢及感生電動勢。理解電容、自感系數和互感系數。能計算一些簡單問題中的電容、自感系數和互感系數。理解電能密度、磁能密度。能計算一些簡單問題中的電場能量和磁場能量。理解渦旋電場、位移電流的概念以及麥克斯韋方程組的物理意義。

（四）光學

1. 了解光的相干條件，掌握獲得相干光的方法。理解光程的概念，掌握光程差與相位差的關系及計算方法。掌握分析、確定楊氏雙縫干涉及薄膜等厚干涉條紋位置的方法，理解半波損失的概念。理解邁克耳遜于涉儀原理，了解其發展歷史及新應用。

2. 了解惠更斯-菲涅耳原理。掌握分析單縫夫瑯和費衍射明暗紋分布規律的方法。了解瑞利判據及光學儀器的分辨本領。理解光柵衍射方程。掌握確定光柵銜射譜線位置、光柵常數的方法，會分析波長對譜線分布的影響。了解X射線衍射。

3. 了解自然光和線偏振光，了解線偏振光的獲得和檢驗方法，理解并掌握布儒斯特定律和馬呂斯定律及其應用。了解雙折射現象。了解波片的種類及性質。了解偏振光的干涉及旋光現象。理解自然光、線偏振光、部分偏振光、橢圓偏振光、圓偏振光的產生與檢測方法。

（五）狹義相對論與量子物理基礎

狹義相對論

1. 了解愛因斯坦狹義相對論的兩個基本原理。

2. 了解洛侖茲坐標變換，理解和掌握狹義相對論中同時的相對性、長度收縮和時間膨脹等概念，了解牛頓力學絕對時空觀與狹義相對論時空觀之間的區別。

3. 理解狹義相對論中質量和速度的關系，質量和能量的關系。會分析、計算有關簡單問題。

量子物理基礎

1. 了解熱輻射及黑體輻射的實驗規律，了解普朗克能量子假設及其意義。

2. 了解氫原子光譜的實驗規律及玻爾的氫原子理論，以及玻爾氫原子理論的意義和局限性。

3. 理解光電效應的實驗規律，了解康普頓效應的實驗規律，理解愛因斯坦光子理論對這兩個效應的解釋和光的波粒二象性。

4. 了解德布羅意物質波假設及電子衍射實驗。理解實物粒子的波粒二象性，掌握描述物質波動性的物理量與粒子性的物理量間的關系。

5. 了解波函數及其統計解釋、一維定態薛定諤方程，理解測不準關系。了解如何用波動觀點說明能量量子化、角動量量子化與微觀粒子的自旋。

6. 掌握描述原子中電子運動的四個量子數。了解泡利不相容原理和原子的電子殼層結構。