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南京信息工程大學碩士研究生招生入學考試大綱

科目代碼：840

科目名稱：大學物理(電磁學、力學、熱力學和光學)

第一部分 課程目標與基本要求

一、課程目標

本課程是理工科大學生必修的基礎理論課之一，主要介紹電磁場的基本概念和規(guī)律，重點是電場、磁場、力學、熱力學、電磁波(光)的基本現(xiàn)象、運動規(guī)律、分析方法和應用。重點是物理基本現(xiàn)象及其運動規(guī)律、分析方法和應用。課程學習目標是為物理海洋學和從事海洋遙感基礎理論研究、海洋觀測數(shù)據(jù)在物理海洋、海洋生態(tài)環(huán)境保護、以及海氣相互作用中的應用提供理論基礎。

二、基本要求

了解電磁場的基本概念和規(guī)律，掌握計算電場、磁場的基本方法。理解電磁場問題的基本處理方法，掌握電磁波的基本理論。熟悉并掌握運動學的基本定律，了解常見的物理運動現(xiàn)象及計算機理。熟悉力學中各種力的含義及定義式，掌握力學的守恒定律及其特點和規(guī)律。理解并掌握熱力學第一、第二定律及其“系統(tǒng)”的概念，以及相關參量的含義和運算。了解近代物理的現(xiàn)狀和前沿，掌握幾何光學的基本概念、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

第一章 靜電場中的導體和電解質(zhì)

1了解點電荷、電荷量子化概念和電荷守恒定律;掌握庫倫定律及其使用條件。

2掌握電場和電場強度的概念和場強疊加原理，掌握利用點電荷的電場強度公式和場強的疊加原理計算不同電荷激發(fā)的電場的場強計算。

3理解電場線和電通量的概念，掌握高斯定理及應用，掌握對稱分布電場的電場強度。

4理解靜電力做功和路徑無關的特征，掌握靜電場環(huán)路定理的物理意義;掌握電勢的概念，掌握計算點電荷系和具有簡單幾何形式的帶電體的電勢分布。

5了解等勢面、電勢梯度的概念;了解電勢梯度計算電場強度的分布。

6了解電偶極子概念及其在均勻電場中的受力和運動。

7理解導體的靜電平衡條件和靜電屏蔽等現(xiàn)象，掌握導體達到靜電平衡時電荷、電場強度、電勢的分布特征;掌握存在導體時靜電場的場強分布和電勢分布的計算方法。

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

9了解極化強度的概念及物理意義。理解含電介質(zhì)時的高斯定理和有電介質(zhì)存在時靜電場中的電位移矢量和電場強度的計算方法。

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

第二章 電流和穩(wěn)恒磁場

1理解電流強度、電流密度、非靜電場強度、電動勢的概念。

2掌握磁感應強度的定義;掌握畢奧-薩伐爾定律并能用它計算具有簡單幾何形狀的載流導體(載流直導線、圓電流等)產(chǎn)生的恒定磁場分布。

3掌握磁感應線和磁通量的物理意義，理解高斯定理和安培環(huán)路定理，能分別計算簡單非均勻磁場中，某回路所包圍面積上的磁通量和某些具有對稱性載流導體產(chǎn)生的磁場分布。

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

5了解磁介質(zhì)的分類;了解磁化電流和磁化強度的概念，了解磁感應強度、磁場強度和磁化強度三者之間的關系。

第三章 變化的電磁場

1掌握法拉第電磁感應定律及其物理意義;掌握計算感應電動勢及其方向。

2理解動生電動勢，掌握用動生電動勢的公式計算簡單幾何形狀導體的勻強磁場或?qū)ΨQ分布的非勻強磁場中運動時的動生電動勢。

3理解感生電動勢和感生電場的概念、性質(zhì)和區(qū)別，掌握簡單的感生電場強度及感應電動勢的計算和方向;了解渦電流的概念。

4了解自感現(xiàn)象，了解簡單回路的自感系數(shù)和自感電動勢的計算方法;了解互感現(xiàn)象、簡單回路的互感系數(shù)及互感電動勢的計算。

5了解磁場能量、磁場能量密度，掌握磁場能量的計算方法。

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電流的區(qū)別。

7理解麥克斯韋電磁場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)點動力學

1理解質(zhì)點和參考系的定義，了解拋體運動和圓周運動的運動規(guī)律和性質(zhì)，自然坐標系和平面曲線運動的特點;掌握牛頓運動定律，常見力(重力、彈力、摩擦力)的產(chǎn)生、方向和大小的判斷和計算。

2掌握相對運動中各物理量的關系和矢量運算以及伽利略變換;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理解動能定律及其推導過程，掌握動能的定義式及適用范圍。

5通過重力、彈性力和萬有引力做功，理解勢能公式的推導和勢能曲線的關系，掌握勢能的概念。

6理解機械能的概念，掌握物體動能和勢能互相轉(zhuǎn)換的關系，掌握機械能守恒定律及導出過程，掌握判斷機械能守恒的條件。

7理解動量和沖量的定義，了解動量定理的表達式，掌握動量定理的含義和適用范圍。

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

第五章 剛體力學

1掌握剛體的兩種基本運動、平面運動及其描述參數(shù)和自由度的概念。

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

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)動定律的推導過程及結(jié)果，掌握常見的、具有規(guī)則形狀的剛體的轉(zhuǎn)動慣量計算，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算，掌握定軸轉(zhuǎn)動剛體的動能及動能定理。

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

6掌握質(zhì)心的定義及計算。

7掌握固體在外力作用下的一般情況，掌握應力、彈性形變和塑性形變的概念。

第六章 機械振動

1掌握阻尼振動、受迫振動和共振的概念，了解三者的數(shù)學推導過程，掌握欠阻尼和過阻尼的物理概念。

2掌握簡諧振動的運動學方程、速度及加速度的表達式和振幅、角頻率及相位等特征量的含義，掌握簡諧振動的曲線和旋轉(zhuǎn)矢量表示法。

3掌握簡諧振動函數(shù)表達式的數(shù)學推導過程，掌握牛頓第二運動定律在簡諧振動中的應用，掌握簡諧振動中動能、勢能和總能量的計算。

4掌握相位差的概念和兩個同頻率振動的相位差，掌握兩個同頻率同方向簡諧振動的合成，掌握兩個互相垂直的同頻率簡諧振動的合成。

5掌握多普勒效應產(chǎn)生的原因及多普勒效應的概念及應用。

第七章 氣體動力學基礎知識

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

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

3掌握壓強的概念、理想氣體壓強公式及統(tǒng)計意義和理想氣體的溫度公式及微觀機制。

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

第八章 熱力學基礎

1掌握“系統(tǒng)”的概念，掌握描述氣體狀態(tài)參量，掌握準靜態(tài)過程、系統(tǒng)內(nèi)能等5個熱理學基本概念。

2理解并掌握熱力學第一定律，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算。

3利用理想氣體的狀態(tài)方程、熱力學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程、等壓過程和等溫過程中各種態(tài)參量的變化。

4了解熱傳遞過程的方向性，掌握熱力學第二定理的兩種不同表述。

5掌握熵函數(shù)的定義和數(shù)學表達式，掌握熵增加原理。

第九章 幾何光學

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算方法，熟悉光程差和相位差的關系。

3了解楊氏雙縫干涉實驗的基本裝置和實驗規(guī)律，了解邁克耳遜干涉儀的工作原理和應用。

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

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

6熟悉圓孔的夫瑯和費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 有關說明與實施要求

1. 考試目標的能力層次的表述

本課程對各考核點的能力要求一般分為三個層次用相關詞語描述:

較低要求——了解

一般要求——理解、熟悉、會

較高要求——掌握、應用

一般來說，對概念、原理、理論知識等,可用“了解”、“理解”、“掌握”等詞表述;對應用方面，可用“會”、“應用”、“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分以內(nèi)的浮動幅度來組配試卷，適當掌握試題的內(nèi)容、覆蓋面、能力層次和難易度)。

(2) 各章考題所占分數(shù)大致如下：

第一～三章 電磁學 約占35%

第四～六章 力學 約占30%

第七～八章 熱力學 約占20%

第九～十一章 光學 約占15%

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

(4) 試卷中對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)占30%，“掌握”包括應用占60%.

(5) 試題主要題型有:選擇題、簡答和公式推導題、計算題、綜合題在內(nèi)等多種題型。

(6) 考試方式為閉卷考試�？偡�150分，考試時間180分鐘。本科目考試不得使用計算器。試題主要測驗考生對本課程的基本理論、基本知識和基本技能掌握的程度，以及運用所學理論分析、解決問題的能力。試題要有一定的區(qū)分度，難易度要適當。

第四部分 參考書目

1.《物理學》高等教育出版社，2014年第六版，作者：馬文蔚、周雨青。

2.《大學物理》科學出版社，2019年，作者：劉博、趙德林等。