《普通物理》考试大纲一考试目的通过对《普通物理》课程的学习学生.docx

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《普通物理》考试大纲一考试目的通过对《普通物理》课程的学习学生

《普通物理》考试大纲

一、考试目的

通过对《普通物理》课程的学习，学生应对物理学的基本概念、基本理论、基本方法能够有比较全面和系统的认识和正确的理解，学会用于解决问题的物理学思想和方法，提高自身的科学素养、创新精神和创新能力，并为后续研究生课程课的学习打下坚实的基础。

二、考试内容

章序

内容和要求

质点运动学

参照系、坐标系、质点、位置矢量、运动表达式、位移、速度、加速度、两类基本问题、切向加速度和法向加速度、圆周运动的角量表示、角量与线量的关系、相对运动

质点动力学

牛顿运动定律、物理量的单位和量纲、常见力和基本力、第一类典型问题（积分类型）、第二类典型问题（求导问题）

运动的守恒定律

冲量、动量、质点动量定理、质点系动量定理、动量守恒定律、质心、质心运动定律、质点的角动量、质点的角动量定理和角动量守恒定律、质点系的角动量定理和角动量守恒定律、功、功率、质点动能定理、保守力与非保守力、势能、常见保守力的功及其势能形式、质点的动能定理、功能原理、机械能守恒定律、完全弹性碰撞

刚体力学

刚体的基本运动、平动、转动、刚体定轴转动的角速度和角加速度、力矩、转动惯量、平行轴定理、刚体的角动量、刚体定轴转动的转动定律、刚体定轴转动的角动量定理、刚体定轴转动的角动量守恒定律、力矩作功、转动动能、刚体绕定轴转动的动能定理

振动

简谐振动表达式、描述简谐运动的物理量、简谐振动的旋转矢量表示法、单摆和复摆、简谐振动的能量、两个同方向同频率简谐振动的合成、两个同方向不同频率简谐振动的合成、两个互相垂直的同频率的谐振动的合成、李莎茹图形

机械波

机械波的基本概念、描述机械波的物理量、平面简谐波的波动表达式、波动方程、波的能量、波的能量密度、波的能流密度、惠更斯原理、波的叠加原理、波的干涉、驻波、半波损失

气体分子运动论

平衡态、状态参量、温度、理想气体物态方程、物质的微观模型、大量粒子系统的统计规律性及其统计方法、理想气体的微观模型、理想气体的压强公式、速率分布函数、麦克斯韦速率分布律、玻耳兹曼能量分布律、理想气体的温度公式、温度的微观统计意义、理想气体状态方程推导、分子的自由度、能量按自由度均分定理、理想气体的内能、分子平均碰撞频率及平均自由程

热力学基础

热力学中的基本概念、热力学第一定律、等容过程定容摩尔热容、等压过程定压摩尔热容、等温过程、绝热过程、多方过程、循环过程、卡诺循环、热力学第二定律的两种表述、可逆过程与不可逆过程、卡诺定理、克劳修斯等式和不等式、熵和熵变、熵增加原理、热力学第二定律的熵表述

真空中的静电场

电荷、库仑定律、电场、电场强度、场强叠加原理及其应用、电场线和电通量、高斯定理及其应用、静电力做功的特点、静电场的环路定理、电势能、电势、电势叠加原理、电势与电势差的计算、等势面、电势与场强的微分关系

静电场中的导体和电介质

导体的静电平衡条件、静电平衡时导体上的电荷分布特征、静电平衡时导体表面的电场分布特征、静电屏蔽、镜像法的应用、孤立导体的电容、电容器及其电容、电介质极化的微观机制、极化强度矢量、有电介质时的高斯定理及其应用、电位移矢量和电介质中总电场E的关系、有介质存在时的环路定理、电容器的电能、电场的能量

真空中的稳恒磁场

磁场、磁感应强度、毕奥-萨伐尔定律及其应用、运动电荷的磁场、磁感应线磁通量、磁场的高斯定理、磁场的安培环路定理及其应用、安培定律、平行无限长载流直导线间的相互作用、磁场对载流线圈的作用、磁力矩的功、洛仑兹力、带电粒子在电场和磁场中的运动、霍尔效应

磁介质

磁介质、分子电流和分子磁矩、顺磁质的磁化、抗磁质的磁化、磁化强度、磁化电流、磁化电流密度、磁化电流与磁化强度的关系、有磁介质存在时的安培环路定理及其应用、磁化规律、有磁介质存在时的高斯定理、铁磁质的磁化曲线和磁滞回线、铁磁质磁化的微观机理、铁磁质的分类及其主要特点

电磁感应

电磁感应现象、楞次定律、法拉第电磁感应定律、产生动生电动势的原因、动生电动势的计算、产生感生电动势的原因、感生电场、感生电动势的计算、自感现象及自感电动势的定义、自感系数的计算、互感现象及互感系数的系数的定义、互感系数的计算、自感磁能、磁场能量和磁能密度、磁场能量的计算

电磁场与电磁波

位移电流、全电流的安培环路定理、麦克斯韦方程组的积分形式、麦克斯韦方程组的微分形式、电磁波的产生与传播、电磁波的主要性质、电磁波的能量和动量、电磁波谱

光的干涉

光的波动学说、光波的叠加及其相干性、相干光的获得方法、光程、光程差和相位差、薄膜干涉、等倾干涉、增透膜与增反膜、等厚干涉及应用、迈克耳逊干涉仪、光的时间相干性和空间相干性

光的衍射

光的衍射现象、惠更斯－菲涅耳原理、衍射的分类、夫琅和费单缝衍射装置与衍射图样的特点、夫琅和费单缝衍射的明暗条纹位置、单缝衍射明条纹的角宽度和线宽度、单缝衍射的光强分布、夫琅和费圆孔衍射装置和衍射图样特点、成像仪器的分辨本领、光栅的结构及其衍射图样、光栅衍射的光强分布、光栅方程、主极大的半角宽度、缺级现象、光栅光谱、晶体对X射线的衍射

光的偏振

自然光与偏振光、偏振片、起偏和检偏、马吕斯定律、反射光的偏振性、折射光的偏振性、双折射现象、寻常光与非常光

三、参考书目

（1）《物理学基础》（第6版），[美]哈里德等著，张三慧，李椿等译，机械工业出版社，2005年。

（2）《大学物理通用教程》系列，钟锡华，陈熙谋主编，北京大学出版社，2011年。

（3）《热学》（第3版），李椿，章立源，钱尚武著，高等教育出版社，2015年。

（4）《电磁学》（第三版）赵凯华，陈熙谋著高等教育出版社2011年。

《量子力学》考试大纲

一、量子力学的诞生背景

1、原子论的建立

2、黑体辐射与光电效应

3、原子核式结构的探索

4、波尔氢原子模型

二、量子力学基本原理一

1、波粒二象性假设

2、波函数及统计解释

3、薛定谔方程及定态薛定谔方程求解

三、量子力学基本原理二

1、算符的引入

2、算符的性质与运算规则，算符的对易关系

3、算符的本征态与本征值

4、测量与量子坍缩

四、量子力学基本原理三

1、全同性原理

2、单粒子自旋与双粒子自旋态

3、多粒子波函数

五、量子力学的应用

1、中心力场下定态薛定谔方程求解

2、氢原子定态薛定谔方程求解

3、静电磁场中粒子的薛定谔方程

4、角动量算符与角动量耦合

六、量子力学的表示理论

1、表象的引入

2、表象变换

七、量子力学方程的近似求解方法

1、定态微扰论

2、含时微扰论

3、变分法

《固体物理》考试大纲

基本要求:

1.掌握原胞、晶胞等关于晶体结构的基本概念，倒格子和正格子及布里渊区等概念，倒格子与正格子的关系，晶向及晶面的表示方法，面间距等的相关计算。

了解晶体学中14种布拉菲格子及其基本特征。

2.了解晶体结合的种类及各种结合的物理特性；掌握平衡间距、结合能等的计算。

3.深刻理解处理晶格振动的简谐近似、最近邻近似及周期性边界条件；掌握一维单原子和双原子链在简谐近似下的色散关系的计算，声学波和光学波的物理意义；掌握确定晶格振动谱的实验方法；掌握晶格热容的量子理论（爱因斯坦模型、德拜模型）、晶格振动模式密度的概念和计算。

了解晶格的热膨胀和热传导。

4.深刻理解能带论的三个基本近似；深刻理解并掌握布洛赫定理及其应用，近自由电子近似下电子运动的特征，紧束缚近似下计算能带的方法，费米面、费米速度、费米半径和能态密度的概念和计算。

5.理解电子准经典运动的特点和适用条件，掌握准经典运动下电子的平均速度、加速度和有效质量的计算，掌握导体、半导体和绝缘体的能带论解释。

6.理解金属自由电子气的概念，熟练掌握电子热容的计算方法，了解金属的电导过程，磁场中金属电子的输运性质。

参考书目:

黄昆,韩汝琦《固体物理学》高等教育出版社

方俊鑫、陆栋，《固体物理学》上海科技出版社

《原子物理学》考试大纲

原子物理学是研究原子内部基本结构和作用规律的科学，本考试科目主要考查考生对原子核外电子基本运动规律的掌握情况，也兼顾对原子核基本特性和变化规律的考查。

考查的主要知识点如下：

一、原子的卢瑟福模型和电子的基本属性

二、原子的玻尔模型，如能级和轨道的概念、公式等

三、量子力学的基本原理，如德布罗意关系、不确定关系、波函数基本属性等

四、原子能级的精细结构和分裂，如电子自旋、塞曼效应等磁耦合基本规律

五、多电子原子中电子的耦合和分布规律，如泡利原理、洪特规则等

六、X射线产生的机制和规律，如莫塞莱公式等

七、原子核的基本特性，如核力、结合能、放射性衰变的基本规律等

参考书目：

《原子物理学》（杨福家著，高等教育出版社2008年第4版），

《肿瘤放射物理学》考试大纲

考点：

第一章核物理基础

1、掌握相关概念

2、理解原子衰变类型及规律；

3、掌握放射性度量方面的简单计算；

第二章电离辐射与物质的相互作用（重点）

1、熟练掌握射线与物质的相互作用过程及规律

第三章电离辐射吸收剂量的测定（重点）

1、掌握辐射剂量学中相关概念，理解各单位量的关联与区别；

2、掌握电离室结构及工作机制，掌握其吸收剂量测量原理；

3、掌握吸收剂量测量标准的发展历史及不同标准间的区别；

4、掌握吸收剂量测量的不同测量方法及特点；

5、了解剂量计的特点（不确定度、准确度、线性、能量依赖性、剂量率依赖性等）

第四章放射源及放射治疗机

1、了解放射源及照射方式的分类及特点；

2、掌握钴60治疗机的构造及特点；

3、了解医用电子加速器的发展历史；

4、掌握现代医用直线加速的构造及工作原理；

第五章X射线剂量学（重点）

1、了解X射线产生方式及能谱分布特点；

2、掌握描述X射线剂量学的相关概念；

3、熟练掌握X射线的剂量学特点；

4、简单了解X线处方剂量计算（规则射野、不规则射野等）；

5、了解全身X线照射的剂量学特点；

第六章高能电子线剂量学（重点）

1、了解医用电子线产生方式及特点；

2、掌握描述医用电子线剂量学的相关概念；

3、熟练掌握X射线的剂量学特点；

4、简单了解电子线治疗的计划设计要点；

5、了解全身电子线照射的剂量学特点；

第七章近距离照射剂量学

1、掌握近距离照射的剂量学特点；

2、了解放射源的校准方法；

3、了解放射源的定位方法；

4、了解腔内照射剂量学特点及照射方法（巴黎系统、曼侧斯特系统）

5、了解组织间照射的剂量学特点；

第八章治疗计划设计的物理原理及生物学基础

1、了解放射剂量的临床要求（基本概念）；

2、掌握临床剂量学原则及靶区剂量规定；

3、掌握X线及高能电子线射野设计原理；

第九章治疗计划的设计与执行

1、掌握放射治疗流程；

2、了解影响实际放射剂量的因素；

3、了解放射治疗计划的评估方式及特点；

第十章三维剂量计算模型和治疗方案优化

1、了解高能电子线及X线剂量计算模型及特点；

第十一章调强放射治疗

1、了解调强放射治疗的实现方式；

2、了解立体定向放射治疗的实现方式及特点；

第十二章放射治疗的质量保证及质量控制

1、了解质量控制的目的及要求；

2、简单了解放射治疗过程中质量控制方法；

第十三章辐射防护

1、了解辐射的来源及对人体健康的影响；

2、了解辐射防护的基本原则及标准

参考书目：

肿瘤放射物理学（胡逸民主编）

《材料科学基础》考试大纲

1.金属材料常见的三种晶体结构。

2.金属材料中的位错，晶体中的热缺陷，多晶材料晶界的平衡形貌。

3.相图热力学化学位的定义及其图解求法，相平衡原理，克劳修斯-克莱柏隆方程，相律，二元匀晶、共晶及包晶相图

4.凝固与结晶形核，晶体的生长，固溶体材料非平衡结晶，成分过冷，复杂二元相图分析方法，三元相图分析方法。

5.扩散与固态相变材料中扩散的微观机理，互扩散，反应扩散，固态相变的特点与分类，过饱和固溶体的分解，增幅分解，马氏体相变。

6.材料的变形与断裂滑移，塑性变形，加工硬化，特殊塑性变形方式，回复与再结晶。

参考书目：

1.材料科学基础（第2版），机械工业出版社，石德珂，2003年

2.材料科学基础，清华大学出版社，潘金生田民波，1998年

3.材料物理，武汉理工大学出版社，王国梅万发荣，2004年

《电子技术基础》考试大纲

模拟部分

半导体器件

半导体二极管、双极性三极管、场效应管

基本放大电路

放大电路的性能指标、放大电路静态、动态分析方法

多级放大电路

多级放大电路的耦合方式、直接耦合放大电路

功率放大电路

功率放大电路的基本概念和特点、互补功率放大电路

负反馈放大电路

反馈的基本概念与分类、负反馈对放大电路性能的影响

深度负反馈放大电路放大倍数的分析

集成运算放大电路

集成运算放大电路的组成、差分放大电路的分析

理想运放的概念、信号运算电路

信号产生电路

正弦波振荡电路的起振条件、正弦振荡电路

数字部分

逻辑代数基础

逻辑代数基本公式、常用公式、基本定理

逻辑函数的表示方法与化简方法

集成门电路

TTL门电路、CMOS门电路

组合逻辑电路分析与设计方法

常用组合逻辑电路

时序逻辑电路分析与设计方法

常用时序逻辑电路

脉冲产生与整形电路

施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器、555定时器

模/数换电路

数/模转换电路

课程使用教材：

数字电子技术基础（第5版）阎石高等教育出版社2006

电子技术基础（模拟部分）（第5版）康华光高等教育出版社2006

《半导体物理》考试大纲

一、半导体结构和能带

掌握半导体晶格结构和结合特性、能带和电子状态、载流子及载流子运动、有效质量及回旋共振、硅、锗的能带；

掌握半导体中的杂质与杂质能级、缺陷与缺陷能级；

二、载流子的统计分布

掌握费米分布和状态密度、平衡载流子浓度、本征半导体载流子浓度、杂质半导体载流子浓度、补偿杂质半导体、简并半导体的概念和计算方法

三、载流子输运理论

掌握载流子的散射、电导率与迁移率的经典理论、波尔兹曼方程与电导统计理论；了解霍尔效应、强场效应和热载流子；

四、非平衡载流子

掌握非平衡载流子的产生和复合、非平衡载流子的扩散和漂移、连续性方程、复合机理（直接复合、俄歇复合、间接复合、表面复合）；

五、PN结

掌握PN结及其能带图、I-V特性、击穿特性等

六、半导体表面与MIS结构

掌握表面态和表面空间电荷区、表面电场效应、半导体MIS结构与特性；