南京信息工程大學(xué)碩士研究生招生入學(xué)考試大綱

科目代碼：840

科目名稱(chēng)：大學(xué)物理(電磁學(xué)、力學(xué)、熱力學(xué)和光學(xué))

第一部分 課程目標(biāo)與基本要求

一、課程目標(biāo)

本課程是理工科大學(xué)生必修的基礎(chǔ)理論課之一，主要介紹電磁場(chǎng)的基本概念和規(guī)律，重點(diǎn)是電場(chǎng)、磁場(chǎng)、力學(xué)、熱力學(xué)、電磁波(光)的基本現(xiàn)象、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、分析方法和應(yīng)用。重點(diǎn)是物理基本現(xiàn)象及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律、分析方法和應(yīng)用。課程學(xué)習(xí)目標(biāo)是為物理海洋學(xué)和從事海洋遙感基礎(chǔ)理論研究、海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)在物理海洋、海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)、以及海氣相互作用中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

二、基本要求

了解電磁場(chǎng)的基本概念和規(guī)律，掌握計(jì)算電場(chǎng)、磁場(chǎng)的基本方法。理解電磁場(chǎng)問(wèn)題的基本處理方法，掌握電磁波的基本理論。熟悉并掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本定律，了解常見(jiàn)的物理運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象及計(jì)算機(jī)理。熟悉力學(xué)中各種力的含義及定義式，掌握力學(xué)的守恒定律及其特點(diǎn)和規(guī)律。理解并掌握熱力學(xué)第一、第二定律及其“系統(tǒng)”的概念，以及相關(guān)參量的含義和運(yùn)算。了解近代物理的現(xiàn)狀和前沿，掌握幾何光學(xué)的基本概念、成像規(guī)律，掌握光的傳播、干涉、衍射、偏振等基本現(xiàn)象和規(guī)律。

第二部分 內(nèi)容與考核目標(biāo)

第一章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電解質(zhì)

1了解點(diǎn)電荷、電荷量子化概念和電荷守恒定律;掌握庫(kù)倫定律及其使用條件。

2掌握電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，掌握利用點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式和場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理計(jì)算不同電荷激發(fā)的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算。

3理解電場(chǎng)線和電通量的概念，掌握高斯定理及應(yīng)用，掌握對(duì)稱(chēng)分布電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。

4理解靜電力做功和路徑無(wú)關(guān)的特征，掌握靜電場(chǎng)環(huán)路定理的物理意義;掌握電勢(shì)的概念，掌握計(jì)算點(diǎn)電荷系和具有簡(jiǎn)單幾何形式的帶電體的電勢(shì)分布。

5了解等勢(shì)面、電勢(shì)梯度的概念;了解電勢(shì)梯度計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度的分布。

6了解電偶極子概念及其在均勻電場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)。

7理解導(dǎo)體的靜電平衡條件和靜電屏蔽等現(xiàn)象，掌握導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)電荷、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)的分布特征;掌握存在導(dǎo)體時(shí)靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)分布和電勢(shì)分布的計(jì)算方法。

8掌握電容定義，掌握典型電容器(如孤立導(dǎo)體電容器、平行板電容器、球形電容器、圓柱電容器等)電容的計(jì)算。

9了解極化強(qiáng)度的概念及物理意義。理解含電介質(zhì)時(shí)的高斯定理和有電介質(zhì)存在時(shí)靜電場(chǎng)中的電位移矢量和電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法。

10理解電場(chǎng)能量密度的概念，掌握帶電系統(tǒng)和靜電場(chǎng)能量的計(jì)算方法。

第二章 電流和穩(wěn)恒磁場(chǎng)

1理解電流強(qiáng)度、電流密度、非靜電場(chǎng)強(qiáng)度、電動(dòng)勢(shì)的概念。

2掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義;掌握畢奧-薩伐爾定律并能用它計(jì)算具有簡(jiǎn)單幾何形狀的載流導(dǎo)體(載流直導(dǎo)線、圓電流等)產(chǎn)生的恒定磁場(chǎng)分布。

3掌握磁感應(yīng)線和磁通量的物理意義，理解高斯定理和安培環(huán)路定理，能分別計(jì)算簡(jiǎn)單非均勻磁場(chǎng)中，某回路所包圍面積上的磁通量和某些具有對(duì)稱(chēng)性載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布。

4理解洛倫茲力公式及其物理意義;掌握運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中磁場(chǎng)力的計(jì)算以及分析在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中電荷運(yùn)動(dòng)的規(guī)律;掌握利用安培定律分析和計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀的載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力;了解載流平面線圈磁矩的概念，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受磁力矩的計(jì)算方法以及磁力和磁力矩作功的計(jì)算。

5了解磁介質(zhì)的分類(lèi);了解磁化電流和磁化強(qiáng)度的概念，了解磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁化強(qiáng)度三者之間的關(guān)系。

第三章 變化的電磁場(chǎng)

1掌握法拉第電磁感應(yīng)定律及其物理意義;掌握計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及其方向。

2理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，掌握用動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的公式計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀導(dǎo)體的勻強(qiáng)磁場(chǎng)或?qū)ΨQ(chēng)分布的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。

3理解感生電動(dòng)勢(shì)和感生電場(chǎng)的概念、性質(zhì)和區(qū)別，掌握簡(jiǎn)單的感生電場(chǎng)強(qiáng)度及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算和方向;了解渦電流的概念。

4了解自感現(xiàn)象，了解簡(jiǎn)單回路的自感系數(shù)和自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法;了解互感現(xiàn)象、簡(jiǎn)單回路的互感系數(shù)及互感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算。

5了解磁場(chǎng)能量、磁場(chǎng)能量密度，掌握磁場(chǎng)能量的計(jì)算方法。

6了解位移電流和全電流的概念，掌握位移電流的特性以及與傳導(dǎo)電流的區(qū)別。

7理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本概念及麥克斯方程組的積分形式，掌握電磁波的產(chǎn)生和電磁波譜。

第四章 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)

1理解質(zhì)點(diǎn)和參考系的定義，了解拋體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和性質(zhì)，自然坐標(biāo)系和平面曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn);掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律，常見(jiàn)力(重力、彈力、摩擦力)的產(chǎn)生、方向和大小的判斷和計(jì)算。

2掌握相對(duì)運(yùn)動(dòng)中各物理量的關(guān)系和矢量運(yùn)算以及伽利略變換;了解慣性力、科里奧利力的定義及性質(zhì)。

3掌握力做功的原理和公式定義;掌握功率的定義。

4理解動(dòng)能定律及其推導(dǎo)過(guò)程，掌握動(dòng)能的定義式及適用范圍。

5通過(guò)重力、彈性力和萬(wàn)有引力做功，理解勢(shì)能公式的推導(dǎo)和勢(shì)能曲線的關(guān)系，掌握勢(shì)能的概念。

6理解機(jī)械能的概念，掌握物體動(dòng)能和勢(shì)能互相轉(zhuǎn)換的關(guān)系，掌握機(jī)械能守恒定律及導(dǎo)出過(guò)程，掌握判斷機(jī)械能守恒的條件。

7理解動(dòng)量和沖量的定義，了解動(dòng)量定理的表達(dá)式，掌握動(dòng)量定理的含義和適用范圍。

8理解質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量、力矩、沖量矩的概念，掌握質(zhì)點(diǎn)泵角動(dòng)量定理，理解角動(dòng)量守恒定律及適用條件。

第五章 剛體力學(xué)

1掌握剛體的兩種基本運(yùn)動(dòng)、平面運(yùn)動(dòng)及其描述參數(shù)和自由度的概念。

2掌握定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角位置、角速度和角加速度的角量描述，掌握定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的速度和加速度的線量描述，掌握定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角量和線量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

3掌握力矩的定義(包括剛體中的內(nèi)力矩和外力矩的概念)，掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律的推導(dǎo)過(guò)程及結(jié)果，掌握常見(jiàn)的、具有規(guī)則形狀的剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算，掌握垂直軸定理和平行軸定理。

4掌握力矩做功的概念及計(jì)算，掌握定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的動(dòng)能及動(dòng)能定理。

5掌握定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角動(dòng)量定義及推導(dǎo)、角動(dòng)量定理及推導(dǎo)和角動(dòng)量守恒定律。

6掌握質(zhì)心的定義及計(jì)算。

7掌握固體在外力作用下的一般情況，掌握應(yīng)力、彈性形變和塑性形變的概念。

第六章 機(jī)械振動(dòng)

1掌握阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的概念，了解三者的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，掌握欠阻尼和過(guò)阻尼的物理概念。

2掌握簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、速度及加速度的表達(dá)式和振幅、角頻率及相位等特征量的含義，掌握簡(jiǎn)諧振動(dòng)的曲線和旋轉(zhuǎn)矢量表示法。

3掌握簡(jiǎn)諧振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，掌握牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律在簡(jiǎn)諧振動(dòng)中的應(yīng)用，掌握簡(jiǎn)諧振動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能和總能量的計(jì)算。

4掌握相位差的概念和兩個(gè)同頻率振動(dòng)的相位差，掌握兩個(gè)同頻率同方向簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成，掌握兩個(gè)互相垂直的同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成。

5掌握多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因及多普勒效應(yīng)的概念及應(yīng)用。

第七章 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

1掌握阿伏伽德羅常數(shù)、物態(tài)與分子之間作用力的關(guān)系、布朗運(yùn)動(dòng)和理想氣體模型。

2掌握氣體系統(tǒng)的平衡態(tài)，掌握體積、壓強(qiáng)和溫度等三個(gè)描述氣體狀態(tài)的參量，掌握理想氣體狀態(tài)方程。

3掌握壓強(qiáng)的概念、理想氣體壓強(qiáng)公式及統(tǒng)計(jì)意義和理想氣體的溫度公式及微觀機(jī)制。

4掌握自由度的概念、能量均分定理、氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能的定義及含義、理想氣體的內(nèi)能定義及其表達(dá)。

第八章 熱力學(xué)基礎(chǔ)

1掌握“系統(tǒng)”的概念，掌握描述氣體狀態(tài)參量，掌握準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程、系統(tǒng)內(nèi)能等5個(gè)熱理學(xué)基本概念。

2理解并掌握熱力學(xué)第一定律，掌握熱容的定義、物理意義和影響參數(shù)，掌握單原子分子、雙原子分子(系統(tǒng))的頂體熱容、定壓熱容的概念及計(jì)算。

3利用理想氣體的狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律和理想氣體的內(nèi)能三大理論工具，掌握定量分析理想氣體的等容過(guò)程、等壓過(guò)程和等溫過(guò)程中各種態(tài)參量的變化。

4了解熱傳遞過(guò)程的方向性，掌握熱力學(xué)第二定理的兩種不同表述。

5掌握熵函數(shù)的定義和數(shù)學(xué)表達(dá)式，掌握熵增加原理。

第九章 幾何光學(xué)

1理解光的直線傳播定律和光的可逆性原理。

2掌握光的反射定律和折射定律;了解全反射現(xiàn)象;了解平面反射和平面折射成像的規(guī)律;理解焦距、物距和像距的概念，熟悉符號(hào)法則。

第十章 光的干涉和衍射

1理解光源、光的單色性和光的相干條件及獲得相干光的基本原理和方法。

2掌握光程與光程差的計(jì)算方法，熟悉光程差和相位差的關(guān)系。

3了解楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的基本裝置和實(shí)驗(yàn)規(guī)律，了解邁克耳遜干涉儀的工作原理和應(yīng)用。

4了解惠更斯-菲涅耳原理及其在光的衍射現(xiàn)象中的應(yīng)用;了解菲涅耳衍射與夫瑯和費(fèi)衍射的區(qū)別

5理解夫瑯和費(fèi)衍射的規(guī)律，掌握半波帶法在分析夫瑯和費(fèi)衍射中的應(yīng)用;掌握單縫的夫瑯和費(fèi)衍射的衍射花樣和衍射光強(qiáng)分布。

6熟悉圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射和最小分辨角的概念

第十一章 光的偏振

1了解自然光、線偏振光和部分偏振光概念，了解圓偏振光和橢圓偏振光的概念

2了解產(chǎn)生偏振光的幾種方法，熟悉反射光、折射光的偏振特征，熟悉布儒斯特定律、馬呂斯定律。

第三部分 有關(guān)說(shuō)明與實(shí)施要求

1. 考試目標(biāo)的能力層次的表述

本課程對(duì)各考核點(diǎn)的能力要求一般分為三個(gè)層次用相關(guān)詞語(yǔ)描述:

較低要求——了解

一般要求——理解、熟悉、會(huì)

較高要求——掌握、應(yīng)用

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)概念、原理、理論知識(shí)等,可用“了解”、“理解”、“掌握”等詞表述;對(duì)應(yīng)用方面，可用“會(huì)”、“應(yīng)用”、“掌握”等詞。

2. 命題考試的若干規(guī)定

(1) 本課程的命題考試是根據(jù)本大綱規(guī)定的考試內(nèi)容來(lái)確定的，根據(jù)本大綱規(guī)定的各種比例(每種比例規(guī)定可有3分以?xún)?nèi)的浮動(dòng)幅度來(lái)組配試卷，適當(dāng)掌握試題的內(nèi)容、覆蓋面、能力層次和難易度)。

(2) 各章考題所占分?jǐn)?shù)大致如下：

第一～三章 電磁學(xué) 約占35%

第四～六章 力學(xué) 約占30%

第七～八章 熱力學(xué) 約占20%

第九～十一章 光學(xué) 約占15%

(3) 其難易度分為易、較易、較難、難四級(jí)，在試卷中四種難易度;試題難易度分?jǐn)?shù)比例2：3：3：2。

(4) 試卷中對(duì)不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“了解”占10%，“理解”(熟悉、能、會(huì))占30%，“掌握”包括應(yīng)用占60%.

(5) 試題主要題型有:選擇題、簡(jiǎn)答和公式推導(dǎo)題、計(jì)算題、綜合題在內(nèi)等多種題型。

(6) 考試方式為閉卷考試�？偡�150分，考試時(shí)間180分鐘。本科目考試不得使用計(jì)算器。試題主要測(cè)驗(yàn)考生對(duì)本課程的基本理論、基本知識(shí)和基本技能掌握的程度，以及運(yùn)用所學(xué)理論分析、解決問(wèn)題的能力。試題要有一定的區(qū)分度，難易度要適當(dāng)。

第四部分 參考書(shū)目

1.《物理學(xué)》高等教育出版社，2014年第六版，作者：馬文蔚、周雨青。

2.《大學(xué)物理》科學(xué)出版社，2019年，作者：劉博、趙德林等。