中国科学院测量与地球物理研究所《普通物理学》考试大纲

本《普通物理学》考试大纲适用于中国科学院测量与地球物理所的硕士研究生入学考试。现在在大学讲授的普通物理学包含了物理学的最基础内容，如力学、电学、热学、光学、原子物理学等，它是进一步学习现代大地测量和地球物理学的重要基础。现代大地测量和地球物理学的研究内容涉及地球的重力场，地球内部结构，地壳地幔，大气海洋，以及与热学和电磁学等有关的动力学过程，因此要求报考测量与地球物理所硕士研究生的考生，必需能理解大学《普通物理学》所讲授的基本概念，能熟练掌握有关的物理学基本定理，并具有综合运用所学物理学基本知识分析和解决问题的能力。

一、考试内容

一．力学
　　 ① 质点运动学；
1 参考系 运动方程
　　 2 位移 速度 加速度
　　 3 曲线运动方程的矢量形式
② 质点动力学
　　 1 牛顿第一定律和第三定律
　　 2 牛顿第二定律及其微分形式
　　 3 动量定理和动能定理
　　 4 非惯性系 惯性力
　　 5 保守力 势能
　　 6 能量守恒定律
　　 7 动量守恒定律
8 碰撞
9 角动量和角动量守恒定律
　　 10 质点在有心力场中的运动
　 ③ 刚体的转动
　　 1 刚体的平动、转动和定轴转动
　　 2 刚体的角动量 转动动能 转动惯量
　　 3 力矩 刚体定轴转动定律
　　 4 定轴转动的动能定理
　　 5 刚体的自由度 刚体的平面平行运动
　　 6 定轴转动刚体的角动量定理和角动量守恒定律
　　 7 进动
④ 相对论基础
1 伽利略相对性原理 经典力学的时空观
　　 2 狭义相对论基本原理 洛伦兹坐标变换式
　　 3 相对论速度变换公式
　　 4 狭义相对论时空观
　　 5 狭义相对论动力学基础
　　 6 广义相对论简介
　二 气体分子运动论
　　 1 状态 过程 理想气体
　　 2 分子热运动和统计规律
3 气体分子运动论的压强公式
　　 4 理想气体的温度公式
　　 5 能量均分定理 理想气体的内能
　　 6 麦克斯韦速率分布律
　　 7 玻尔兹曼分布律 重力场中粒子按高度的分布
　　 8 分子的平均碰撞次数及平均自由程
　　 9 气体内的迁移现象
　　 10 真实气体 范德瓦耳斯方程
　　 11 物态和相变 液体的毛细现象 粘滞性
　三 热力学基础
　　 1 热力学第一定律
　　 2 热力学第一定律对于理想气体等值过程的应用
3 绝热过程
　　 4 焦耳－汤姆孙实验 真实气体的内能
　　 5 循环过程 卡诺循环
　　 6 热力学第二定律
　　 7 可逆过程与不可逆过程 卡诺定理
　　 8 熵
　　 9 熵增加原理 热力学第二定律的统计意义
四 电磁学理论
① 静电场
　　 1 电荷 库仑定律
　　 2 电场 电场强度
　　 3 高斯定理
4 电势 等势面
　　 5 带电粒子在静电场中的运动
　　 6 空腔导体内外的静电场
7 电容 电介质及其极化
8 电介质中的静电场
9 有电介质时的高斯定理 电位移
10 静电场的能量
　　 ② 恒定电流和电场
　　 1 电流密度 电流连续性方程
2 电动势 欧姆定律
　　 3 焦耳－楞次定律
　　 4 基尔霍夫定律
　　 ③ 真空中的恒定磁场
　　 1 磁感应强度 磁场的高斯定理
　　 2 毕奥－萨伐尔定律
　　 3 安培环路定理
4 带电粒子在磁场中的运动
　　 5 磁场对载流导线的作用
　　 　 6 磁介质中的磁场 磁场强度
　　 　 7 电磁感应定律
　　 8 自感和互感
④ 麦克斯韦方程组 电磁场
1 位移电流
　　 2 麦克斯韦方程组
　　 3 电磁场的物质性
　　 4 电磁场的统一性 电磁场量的相对性
五 机械振动和电磁振荡
1 简谐振动和阻尼振动
2 受迫振动 共振 驻波
3 电磁振荡
4 平面简谐波 波动方程
5 波的能量 波的强度
6 声波
7 电磁波
8 多普勒效应
六 光学
1 光源 单色光 相干光
2 惠更斯原理 光波的衍射、反射和折射彩
3 光程与光程 光波的干涉 迈克耳孙干涉仪
4 光的衍射现象 惠更斯－菲涅耳原理
5 光的偏振
6 望远镜与显微镜
七 原子核物理和量子力学基础
1 原子核的基本性质
2 原子核的结合能 裂变和聚变
3 原子核的放射性衰变
4 粒子物理简介，早期量子论
5 热辐射 普朗克的量子假设
6 光电效应 爱因斯坦的光子理论
7 康普顿效应
8 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论
9 德布罗意波 粒波二象性
10 测不准关系
11 薛定谔方程
　　

二、考试要求
（一）对力学部分的要求
1 ．力学是物理学的基础，对于希望从事空间大地测量和地球物理学研究的研究生来说是非常重要的，力学部分是普通物理学的考试重点。
2 ．要求能够理解并掌握力学部分的基本概念，要求能熟练掌握质点运动学和动力学，能灵活运用数学方法解决一般的力学问题。静力学的问题不作为重点。
3 ．要求能够理解并掌握刚体运动学和刚体动力学的基本原理，能解决一些较简单的刚体转动问题。
4 ．理解狭义相对论基本原理，有较好的相对论时空观，了解广义相对论的基本概念。
（二）对气体分子运动论和热力学部分的要求
1 理解气体分子运动论的基本假设，和由此推导出的理想气体状态方程 ，压强公式，内能，分子的平均碰撞次数，平均自由程及能量均分定理等，了解麦克斯韦速率分布律，玻尔兹曼分布律及真实气体的范德瓦耳斯方程，了解物体的相变，液体的毛细现象和粘滞性。
　　 2 理解热力学第一定律和第二定律，理解热量，内能，热容量，可逆过程，不可逆过程和熵等概念。
3 　能够运用有关的理论计算热传导问题，计算气体在等温，绝热等不同状态下、温度、体积、压力、内能及外力作功情况的问题。
（三）对电磁学部分的要求
1 理解电荷，电场，电场强度，电势，等势面，电容，电介质及其极化等概念，能够利用库仑定律或高斯定理计算静电场的电位和电场强度。
　　 2 理解电阻，电感和电容等概念，能熟练运用欧姆定律（或基尔霍夫定律）计算电路的电动势和电流，计算电流的功和功率。
　　 3 理解磁场，磁感强度，磁通量，磁场强度等概念，能运用毕奥－萨伐尔定律或安培环路定理计算电流产生的磁场。理解安培定律，能够计算带电粒子在电磁场中的运动。理解楞次定律（或法拉第电磁感应定律），了解磁介质，磁化强度，自感，互感和铁磁质等概念。
　　 4 理解麦克斯韦方程组和电磁场的概念，了解电磁振荡，电磁波等概念。
（四）对机械振动和电磁振荡，光学和原子物理学部分的要求
1 掌握简谐振动，阻尼振动和受迫振动的原理，掌握平面简谐波和波动方程的计算。理解共振，驻波，波的能量，波的强度和多普勒效应等概念。
2 理解惠更斯原理，了解单色光和光的偏振，以及光波的折射、反射和衍射的概念，理解光波的干涉原理，望远镜与显微镜的工作原理。
3 了解原子的结构模型，了解原子核的结合能，裂变，聚变和放射性衰变。会根据半衰期计算时间跨度。了解光电效应和爱因斯坦的光子理论，了解普朗克的量子假设，德布罗意波，粒波二象性，测不准关系及薛定谔方程。

三、主要参考书目
程守洙，江之水．普通物理学（ 1-3 册）．高等教育出版社， 1998 年 6 月。