866《普通物理》復(fù)習(xí)大綱

    一、考試的基本要求

    普通物理是系統(tǒng)介紹各種物理現(xiàn)象和物理方法的基礎(chǔ)物理課程，以經(jīng)典物理學(xué)的概念、內(nèi)容和方法為主體，輔之以早期與之銜接的量子物理。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生打好必要的物理學(xué)基礎(chǔ)，初步掌握物理學(xué)的思維方式和研究問(wèn)題的方法，培養(yǎng)獨(dú)立獲取知識(shí)的能力，提高科學(xué)素質(zhì)。本科目的考試內(nèi)容包括力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和量子物理，考察考生對(duì)普通物理學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法的理解和掌握程度以及利用知識(shí)分析和解決相關(guān)問(wèn)題的能力。

    二、考試方式和考試時(shí)間

    閉卷考試，總分150分，考試時(shí)間3小時(shí)。

    三、參考書(shū)目（僅供參考）

    《大學(xué)物理》，吳高建、張茹主編，上海交通大學(xué)出版社

    《大學(xué)物理通用教程》，鐘錫華、陳熙謀主編，北京大學(xué)出版社

    四、試題類型：

    包括填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題中的多種類型，根據(jù)每年的考試要求做相應(yīng)的調(diào)整。

    五、考試內(nèi)容及要求

    第一部分力學(xué)

    （一）質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)

    1.掌握位矢、位移、速度、加速度等描述質(zhì)點(diǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和特征的物理量。能借助于直角坐標(biāo)系計(jì)算質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度、加速度。能借助于極坐標(biāo)計(jì)算質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。

    2.理解質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)性、矢量性和相對(duì)性。

    3.掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題的求解方法：

    運(yùn)動(dòng)學(xué)的第一類問(wèn)題：由運(yùn)動(dòng)方程求質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度；

    運(yùn)動(dòng)學(xué)的第二類問(wèn)題：由質(zhì)點(diǎn)的速度或加速度及初始條件，求運(yùn)動(dòng)方程。

    （二）質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)

    1.掌握牛頓三定律及其適用范圍。求解一維變力情況下質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

    2.掌握功的概念及變力做功的表達(dá)式，能計(jì)算一維變力的功。掌握質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理，理解保守力做功的特點(diǎn)及勢(shì)能概念。會(huì)計(jì)算重力、彈性力和萬(wàn)有引力勢(shì)能，掌握機(jī)械能守恒定律。

    3.掌握質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理及質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量守恒定律，理解質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒定律。掌握運(yùn)用守恒定律分析力學(xué)問(wèn)題的思路和方法，能求解簡(jiǎn)單系統(tǒng)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的力學(xué)問(wèn)題。

    （三）剛體力學(xué)

    1.理解描述轉(zhuǎn)動(dòng)的角量（角位移、角速度和角加速度）與線量的關(guān)系。

    2.理解力矩、力矩的功、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、剛體的角動(dòng)量和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能等物理量。

    3.理解轉(zhuǎn)動(dòng)定律和角動(dòng)量守恒定律，會(huì)分析處理包括質(zhì)點(diǎn)和剛體、平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的簡(jiǎn)單系統(tǒng)的力學(xué)問(wèn)題。

    （四）振動(dòng)和波動(dòng)

    1.理解描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的各個(gè)物理量（特別是相位）及其相互關(guān)系。能根據(jù)初始條件寫(xiě)出一維簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程，并了解其物理意義。

    2.理解簡(jiǎn)諧振動(dòng)的基本特征。會(huì)建立彈簧振子或單擺簡(jiǎn)諧振動(dòng)的微分方程。理解簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量特征。

    3.理解兩個(gè)振動(dòng)方向相同、同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成規(guī)律，以及合成振幅的極大和極小條件。了解兩個(gè)振動(dòng)方向垂直、同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成規(guī)律。

    4.了解機(jī)械波產(chǎn)生的條件及傳播過(guò)程。理解由波動(dòng)方程建立平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)的方法，以及波函數(shù)的物理意義。理解描述簡(jiǎn)諧波的各物理量的物理意義及相互關(guān)系。

    5.了解惠更斯原理和波的疊加原理。掌握波的相干條件，及應(yīng)用相位差或波程差概念分析和確定合成振幅加強(qiáng)和減弱的條件和位置。

    第二部分電磁學(xué)

    （一）真空中的靜電場(chǎng)

    1.理解庫(kù)侖定律和電學(xué)單位制。

    2.掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和電場(chǎng)的疊加原理。根據(jù)電荷的分布能計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度的空間分布，理解電偶極子和電偶極矩的概念，能計(jì)算電偶極子在均勻電場(chǎng)中的力矩。

    3.理解靜電場(chǎng)的高斯定理。理解用高斯定理計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度的條件和方法。

    4.理解靜電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)及靜電場(chǎng)的環(huán)路定理，掌握電勢(shì)能和電勢(shì)的概念及電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系。由電荷的分布，根據(jù)電勢(shì)疊加原理會(huì)計(jì)算空間電勢(shì)的分布。

    （二）靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)

    1.理解處于靜電平衡條件下導(dǎo)體中的電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)和電荷的分布。

    2.理解孤立導(dǎo)體的電容和電容器的電容。會(huì)計(jì)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(tǒng)的靜電能和電場(chǎng)的能量，理解電場(chǎng)能量密度的表達(dá)式，掌握簡(jiǎn)單電荷系統(tǒng)的電場(chǎng)能量的計(jì)算。

    4.了解電介質(zhì)的極化機(jī)理，了解各向同性電介質(zhì)中電位移矢量和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系和區(qū)別。理解電介質(zhì)中的高斯定理和環(huán)路定理。

    （三）穩(wěn)恒電流

    1.理解穩(wěn)恒電流的幾個(gè)基礎(chǔ)概念：電流強(qiáng)度、電流密度、歐姆定律的微分形式、電源和電動(dòng)勢(shì)。從場(chǎng)的角度理解建立穩(wěn)恒電場(chǎng)和穩(wěn)恒電流的條件電流的連續(xù)性方程，恒定條件。

    2.能運(yùn)用基爾霍夫定律解決電路的支路電流和回路電壓?jiǎn)栴}。

    （四）穩(wěn)恒磁場(chǎng)

    1.掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。掌握畢奧-薩伐爾定律，能由電流的分布計(jì)算空間磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布。

    2.理解穩(wěn)恒磁場(chǎng)的高斯定理。

    3.理解穩(wěn)恒磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理，理解用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法。

    4.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(jì)算載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力；能計(jì)算平面載流回路在均勻磁場(chǎng)中所受的磁力矩；能分析運(yùn)動(dòng)電荷在均勻電場(chǎng)和均勻磁場(chǎng)中所受的力和運(yùn)動(dòng)。

    5.了解磁介質(zhì)的磁化機(jī)理及鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律和特性，了解各向同性磁介質(zhì)中磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系和區(qū)別，知道磁介質(zhì)中的高斯定理和安培環(huán)路定理。

    （五）電磁感應(yīng)

    1.掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，會(huì)計(jì)算回路中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)。

    2.了解渦旋電場(chǎng)的概念以及靜電場(chǎng)與渦旋電場(chǎng)的區(qū)別。

    3.了解自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象及自感系數(shù)和互感系數(shù)。

    4.理解電流系統(tǒng)的磁場(chǎng)和磁場(chǎng)能量密度，會(huì)計(jì)算簡(jiǎn)單電流系統(tǒng)的磁場(chǎng)能量。

    第三部分熱學(xué)

    （一）氣體動(dòng)理論

    1.了解統(tǒng)計(jì)物理的幾個(gè)概念：統(tǒng)計(jì)規(guī)律、概率和統(tǒng)計(jì)平均值。

    2.理解理想氣體狀態(tài)方程，理解理想氣體的宏觀定義、微觀模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)。

    3.理解理想氣體的壓強(qiáng)公式和溫度公式，以及宏觀量壓強(qiáng)和溫度的微觀本質(zhì)。

    4．理解能量均分定理及內(nèi)能的概念，并能應(yīng)用該定理計(jì)算理想氣體的定壓熱容、定體熱容和內(nèi)能。

    5.了解麥克斯韋速率分布律及速率分布函數(shù)和分布曲線的物理意義。了解氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率、方均根速率和最概然速率等三種速率。了解氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程。

    （二）熱力學(xué)基礎(chǔ)

    1.掌握功和熱量的概念，理解準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，掌握熱力學(xué)第一定律，能根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析、計(jì)算理想氣體等體、等壓、等溫和絕熱過(guò)程中的功、熱量和內(nèi)能的改變量。

    2.理解循環(huán)過(guò)程的特征及熱機(jī)效率和致冷機(jī)的致冷系數(shù)。理解卡諾循環(huán)以及卡諾熱機(jī)的效率和卡諾致冷機(jī)的致冷系數(shù)。

    3.理解熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述和克勞修斯表述。

    4.了解可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程，了解實(shí)際的熱力學(xué)過(guò)程都是不可逆的。

    5.了解熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義，了解熵的玻爾茲曼表達(dá)式和熵增加原理。

    第四部分光學(xué)

    （一）光的干涉

    1.理解光的相干性、相干無(wú)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.理解楊氏雙縫干涉，能確定干涉條紋在屏上的位置，理解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，能確定條紋間距及膜的厚度差，了解牛頓環(huán)和邁克耳遜干涉儀的工作原理。

    （二）光的衍射

    1.了解惠更斯—菲涅耳原理及處理單縫的夫瑯和費(fèi)衍射的半波帶法。理解單縫衍射公式，會(huì)分析、確定單縫衍射條紋的位置及縫寬和波長(zhǎng)對(duì)衍射條紋分布的影響，了解圓孔衍射和光學(xué)儀器的分辯本領(lǐng)。

    2.理解光柵衍射公式，會(huì)確定光衍射各級(jí)明紋的位置，會(huì)分析斜入射的情況及光柵衍射的缺級(jí)現(xiàn)象。

    （三）光的偏振

    1.理解自然光、偏振光和部分偏振光。理解線偏振光的獲得方法和檢驗(yàn)方法。

    2.理解布儒斯特定律和馬呂斯定律，了解光的雙折射現(xiàn)象。

    第五部分量子物理（近代物理）

    （一）光的量子效應(yīng)

    1.了解黑體輻射，理解普朗克的能量子假設(shè)。

    2.理解光電效應(yīng)和愛(ài)因斯坦的光子理論。

    3.了解康普頓效應(yīng)。

    （二）原子物理

    1.了解盧瑟福核式模型的提出和盧瑟福α粒子散射理論及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

    2.理解核式結(jié)構(gòu)的意義和困難。

    3.理解玻爾的氫原子理論和由此得出的原子中的電子軌道和能級(jí)結(jié)構(gòu)。

    4.了解玻爾理論創(chuàng)建的歷史背景及玻爾理論的意義和困難。

    5.了解氫原子的量子力學(xué)結(jié)果。

    6.理解電子自旋和泡利原理。

    7.掌握單個(gè)價(jià)電子總角動(dòng)量的合成方法（自旋軌道耦合）和描述電子量子態(tài)的四個(gè)量子數(shù)。

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