华中师范大学718《普通物理》2019年硕士研究生考试大纲

一、课程意义与教学目的：

    通过本课程的学习，使学生对物理学的基本概念、基本原理和基本规律有比较全面而系统的认识，使学生在物理实验能力、运算能力和抽象思维能力等方面受到较严格的训练，使学生熟悉物理学的基本思想方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，为学生进一步的学习打下必要的物理基础。

 

二、课程教学内容要点及基本要求

（一）运动的描述

1．参考系 坐标系 物理模型

2．质点的位移、速度、加速度

3．曲线运动的描述

4．运动学中的两类问题

 

基本要求：

1．掌握描述质点运动状态的方法，建立运动学的基本概念：质点与质点系、参照系、位置矢量、位移、路程、速度、加速度等。

2．熟练掌握质点运动学的两类问题，即用求导法由已知的运动学方程求速度和加速度；用积分法由已知质点的运动速度或加速度求质点的运动学方程。

3．熟悉和掌握速度和加速度在几种常用坐标系（直角坐标系、自然坐标系等）中的表达形式，加深对速度与加速度的瞬时性、矢量性和独立性等基本特性的理解。

4．掌握圆周运动的角量表示及角量与线量之间的关系。

 

（二）运动定律与力学中的守恒定律

1．牛顿运动定律

2．动量 动量守恒定律

3．功 动能 势能 机械能守恒定律

4．角动量 角动量守恒定律

5．刚体的定轴转动

基本要求：

1．理解力学单位制和量纲。

2．掌握牛顿运动三定律及其适用范围。能求解变力情况下质点的动力学问题。

3．掌握功的概念及变力作功的表达式，能计算变力的功。掌握质点的动能定理，理解保守力作功的特点及势能概念。能计算重力、弹性力和万有引力的势能，掌握机械能守恒定律。

4．掌握动量定理及质点系的动量守恒定律；理解角动量概念，掌握角动量定理及其守恒定律。掌握运用守恒定律分析力学问题的思路和方法，能求解简单系统在平面内运动的力学问题。

5．掌握角速度、角加速度概念及匀变速定轴转动公式，掌握角量与线量的关系。

6．理解力矩和转动惯量概念，掌握刚体作定轴转动的转动定理，并能运用它解决刚体的定轴转动问题； 掌握刚体定轴转动的动能定理和机械能守恒定律。

 

（三）静电场

1．电场 电场强度

2．电通量 高斯定理

3．电场力的功 电势

4．静电场中的导体和电介质

5．电容 电容器

6．电场的能量

 

基本要求：

1．理解电学单位制，掌握库仑定律。

2．掌握电场强度的概念和电场的叠加原理。根据电荷的分布能计算电场强度的分布，理解电偶极子和电偶极矩的概念，能计算电偶极子在均匀电场中的力矩。

3．理解静电场的高斯定理。理解与掌握利用高斯定理计算电场强度的条件和方法。

4．理解静电场力作功的特点及静电场的环路定理，掌握电势能和电势的概念及电场强度和电势的关系。由电荷的分布，根据电势叠加原理会计算空间电势的分布。

5．理解处于静电平衡条件下导体中的电场强度、电势和电荷的分布。

6．理解孤立导体的电容和电容器的电容。能计算平板电容器、圆柱面电容器和球形电容器的电容。

7．理解静电系统的静电能和电场的能量，理解电场能量密度的表达式，能计算简单电荷系统的电场能量。

8．了解电介质的极化机理，了解各向同性电介质中电位移矢量和电场强度的关系和区别。理解电介质中的高斯定理和环路定理。

 

（四）稳恒磁场

1．电流 电动势

2．磁场 磁感应强度

3．安培环路定理

4．磁场对载流导线的作用

5．磁场对运动电荷的作用

 

基本要求：

1．理解稳恒电流的几个基本概念：电流强度、电流密度、欧姆定律的微分形式、电源和电动势。

2．掌握磁感应强度的概念。掌握毕奥-萨伐尔定律，能由电流的分布计算空间磁感应强度的分布。

3．理解稳恒磁场的高斯定理。

4．理解稳恒磁场的安培环路定理，理解用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。

5．理解安培定律和洛仑兹力公式。理解平面载流回路的磁矩的概念。能计算载流导线在磁场中所受的安培力；能计算还将有面载流回路在均匀磁场中所受的磁力矩；能分析运动电荷在均匀电场和均匀磁场中所受的力和运动。

 

（五）电磁感应与电磁场

1．电磁感应定律

2．动生电动势与感生电动势

3．自感应与互感应

4．磁场能量

 

基本要求：

1．掌握法拉第电磁感应定律，能计算回路中所产生的感应电动势。理解动生电动势和感生电动势。

2．了解自感现象、互感现象及自感系数、互感系数。

3．理解电流系统的磁场和磁场能量密度，能计算简单电流系统的磁场能量。

4．了解涡电流电场和位移电流的概念以及静电场与涡旋电场的区别和传导电流与位移电流的区别。

 

（六）机械振动

1．简谐振动的动力学特征

2．简谐振动的运动学

3．简谐振动的能量

4．简谐振动的合成

 

基本要求：

1．掌握简谐振动的基本特征及描述简谐振动的基本特征量：频率、相位、振幅的意义及确定方法。

2．掌握简谐振动的旋转矢量描述方法，能够熟练地应用旋转矢量方法解决具体的简谐振动问题。

3．掌握同方向、同频率简谐振动的合成，了解拍的现象，了解两个垂直简谐振动的合成。

 

（七）机械波

1．机械波的产生和传播

2．平面简谐波

3．波的能量 波的强度 

4．惠更斯原理

5．波的叠加原理 波的干涉 驻波

 

基本要求：

1．熟练掌握平面简谐波的波函数，并深刻理解描述波动的各物理量的物理意义，能根据给定的条件求出波函数。

2．理解惠更斯原理和波的叠加原理，熟练掌握波的干涉原理和干涉加强、相干减弱条件。

3．了解驻波的形成条件和特点，建立半波损失的概念。

 

（八）波动光学

1．双缝干涉

2．薄膜干涉

3．光的衍射 

4．光栅衍射

5．光的偏振 

 

基本要求：

1．理解光的相干性、相干条件及获得相干光的方法，掌握光程、光程差、半波损失及光的干涉条件。

2．理解杨氏双缝干涉，能确定干涉条纹在屏上的位置，理解薄膜的等倾干涉以及增透膜和增反膜。

3．掌握劈尖干涉，能确定的间距，相邻明（或暗）纹对应的膜的厚度差等，了解牛顿环、了解迈克耳逊干涉仪的工作原理。

4．了解惠更斯—菲涅耳原理及处理单缝的夫琅和费衍射的半波带法。理解单缝衍射公式，能分析、确定单缝衍射条纹的位置及缝宽和波长对衍射条纹分布的影响，了解光学仪器的分辩本领。

5．理解自然光、偏振光和部分偏振光。理解布儒斯特定律和马吕斯定律，了解线偏振光的获得方法和检验方法。了解光的双折射现象。

 

 （九）量子物理基础

1．光电效应实验规律

2．不确定关系，粒子的波动性

3．氢原子的结构和氢原子光谱

 

基本要求

1．掌握光电效应的实验规律以及爱因斯坦光量子理论对光电效应的解释。

2．掌握光的二象性；理解物质波的概念。

3．掌握不确定关系，能计算物质波的波长

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