一、總體要求
大學(xué)物理是高等學(xué)校理工科各專業(yè)學(xué)生一門重要的通識性必修基礎(chǔ)課。該課程要求考生系統(tǒng)掌握大學(xué)物理的基本概念、基本理論和基本方法,并且能夠運用所學(xué)的基本理論、基本知識和基本方法分析和解決有關(guān)理論問題和實際問題。
二、內(nèi)容
1.力學(xué):
(1) 質(zhì)點運動學(xué)
位移,速度,加速度;切向加速度和法向加速度;角位移,角速度,角加速度,線量與角量的關(guān)系;運動學(xué)的兩類問題;相對運動。
?。?) 質(zhì)點動力學(xué)
牛頓運動定律及其應(yīng)用;慣性系與非慣性系,慣性力;沖量與動量定理,質(zhì)點系的動量定理,動量守恒定律;質(zhì)心運動定理;質(zhì)點的角動量,角動量守恒定律;功,動能定理,一對力的功;保守力,勢能;功能原理,機械能守恒定律。
?。?) 剛體的運動剛體定軸轉(zhuǎn)動定律,轉(zhuǎn)動慣量;轉(zhuǎn)動中的功和能;剛體的角動量和角動量守恒定律。
?。?) 振動學(xué)基礎(chǔ)
簡諧振動的描述,旋轉(zhuǎn)矢量表示法,簡諧振動的動力學(xué)方程;簡諧振動的能量;簡諧振動的合成。
?。?) 狹義相對論基礎(chǔ)
愛因斯坦相對性原理和光速不變;同時性的相對性、時間膨脹,長度縮短;洛侖茲變換,相對論速度變換;相對論質(zhì)量,相對論動能,相對論能量,相對論動量-能量變換。
2.熱學(xué):
(1) 氣體體動理論
熱力學(xué)系統(tǒng),平衡態(tài),狀態(tài)參量;理想氣體的壓強和溫度及其統(tǒng)計意義;能量均分定理,理想氣體的內(nèi)能;麥克斯韋速率分布律,三種統(tǒng)計速率;氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程。
?。?) 熱力學(xué)
準靜態(tài)過程,功,熱量;熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用,熱容量;典型的熱力學(xué)過程;循環(huán)過程,卡諾循環(huán);熱力學(xué)第二定律與不可逆過程;熵,熵增加原理。
3.電磁學(xué):
?。?) 靜電場
庫侖定律,電場強度,場強疊加原理;電通量,高斯定理及其應(yīng)用;靜電場環(huán)路定理;電勢,電勢疊加原理,電勢梯度。
(2) 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)
導(dǎo)體的靜電平衡,有導(dǎo)體存在時場強的分布和計算;電介質(zhì)的極化,電位移矢量,電介質(zhì)中的高斯定律及其應(yīng)用;電容器及電容,電場的能量。
?。?) 穩(wěn)恒磁場
磁感應(yīng)強度,畢奧一薩伐爾定律;磁通量,磁場的高斯定理;勻速運動點電荷的磁場,安培壞路定理及其應(yīng)用。
(4) 磁力
安培力,安培定律;洛侖茲力,帶電粒子在磁場中的運動,霍耳效應(yīng)。
?。?) 磁場中的磁介質(zhì)磁介質(zhì)的磁化;磁場強度矢量,磁介質(zhì)中的環(huán)路定理及其應(yīng)用;鐵磁質(zhì)。
(6) 電磁感應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)定律;動生電動勢,感生電動勢和感應(yīng)電場;互感,自感;磁場的能量。
?。?) 麥克斯韋方程組
位移電流,全電流環(huán)路定律;麥克斯韋方程組;平面電磁波的基本性質(zhì),電磁波的能量,坡印廷矢量。
4.波動學(xué):
(1) 波動學(xué)基礎(chǔ)
縱波和橫波;平面簡諧波方程,波動方程;波的能量;惠更斯原理;波的干涉,駐波;多普勒效應(yīng)。
?。?) 光的干涉光程和光程差;楊氏雙縫干涉實驗,等厚干涉,等傾干涉;時間相干性,邁克耳遜干涉儀。
(3) 光的衍射光的衍射現(xiàn)象,惠更斯菲涅耳原理;單縫的夫瑯和費衍射,光柵衍射,X射線的衍射。
?。?) 光的偏振
自然光和偏振光,起偏和檢偏,馬呂斯定律;反射和折射時光的偏振,布儒斯特定律;雙折射現(xiàn)象。
5.量子物理基礎(chǔ):
?。?) 早期量子理論光電效應(yīng),康普頓散射;玻爾的原子理論;激光理論初步。
(2) 量子力學(xué)基礎(chǔ)
物質(zhì)的波粒二象性,概率波,不確定度關(guān)系,波函數(shù)及其統(tǒng)計解釋,薛定諤方程,一維無限深勢阱;隧道效應(yīng);氫原子定態(tài);電子的自旋,四個量子數(shù);泡利不相容原理,原子的殼層結(jié)構(gòu)。
(3) 固體的能帶結(jié)構(gòu)固體的能帶,導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體的能帶特征,半導(dǎo)體的導(dǎo)電機制。