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2014年湖南师范大学070401天体物理考研大纲

考研时间: 2014-08-08 来源:查字典考研网

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2014年硕士研究生入学考试自命题考试大纲

考试科目代码:[843]考试科目名称:普通物理(电、光、原)

一、考试形式与试卷结构

1)试卷成绩及考试时间

本试卷满分为150分,考试时间为180分钟。

2)答题方式

答题方式为闭卷、笔试。

3)试卷内容结构

各部分内容所占分值为:

电磁学约70分

光学约50分

原子物理学约30分

4)题型结构

填空题:10小题,每小题2分,共20分

填空题:15小题,每小题4分,共60分

简答题:4小题,每小题5分,共20分

计算题:5小题,每小题10分,共50分

二、考试内容与考试要求

(一)电磁学部分

1、静电场

考试内容

静电场的基本规律:电荷库仑定律静电场高斯定理电场线电势

有导体时的静电场:静电场中的导体封闭金属壳内外的场电容器及其电容带电体系的静电能

静电场中的电介质:电偶极子电介质的极化极化电荷有电介质时的高斯定理有电介质时的静电场方程电场的能量

考试要求

(1)了解两种电荷及其相互作用、电荷守恒定律;

(2)理解和掌握库仑定律的适用条件和应用范围、它的矢量形式及其叠加原理;

(3)掌握电场、电场强度的概念及场的叠加原理,掌握电通量的概念和计算,理解高斯定理的内涵及其应用,熟练掌握计算电场强度的方法;

(4)理解静电场力做功的性质,掌握静电场的环路定理、电势差和电势概念;

(5)了解电场线的性质及其应用、等势面及电势与场强的微分关系;

(6)掌握导体静电平衡的条件及平衡时导体的性质,掌握导体静电平衡时的讨论方法;

(7)掌握封闭导体壳内、外的电场的特点,理解静电屏蔽的原理及应用;

(8)理解和掌握电容器的概念及电容的计算,掌握电容器联接的基本方法及计算,掌握处理导体平板组合问题的基本方法;

(9)掌握带电体系的静电能的概念和带电导体、电容器的静电能的计算;

(10)理解电偶极子概念,掌握电偶极子激发的电场及外电场对电偶极子的作用;

(11)掌握电偶极模型下的两种电介质分子及其在外电场中的位移极化和取向极化这两种极化方式、极化强度的概念以及极化强度与场强的关系;

(12)理解极化电荷与极化强度的定量关系及极化电荷面密度与极化强度的关系,了解极化电荷体密度与极化强度的关系;

(13)掌握电位移的概念,熟练掌握有介质时的高斯定理及其应用;

(14)理解有介质时的静电场方程;掌握电场能量密度的概念和电场能量的计算。

2、直流电路

考试内容

稳恒电流和电路:恒定电流直流电路欧姆定律和焦耳定律电源和电动势基尔霍夫方程组

考试要求

(1)掌握电流、电流强度和电流密度的概念,理解连续性方程、恒定电流和恒定电场概念;

(2)理解电路的基本构成和直流电路的特点;

(3)掌握欧姆定律及其微分形式,掌握各种形状导体的电阻计算,理解焦耳定律及其微分形式,了解经典金属电子论;

(4)掌握电源的非静电力、电动势、内阻和端电压的概念,掌握一段含源电路的欧姆定律,理解直流电路的能量转换,了解导线表面的电荷分布;

(5)熟练掌握基尔霍夫第一、第二方程组及其应用。

3、恒定磁场

考试内容

恒定电流的磁场:磁现象及其与电现象的联系毕奥-萨伐尔定律磁场的高斯定理安培环路定理带电粒子在电磁场中的运动磁场对载流导体的作用

磁介质:磁介质存在时静磁场的基本规律顺磁性与抗磁性铁磁性与铁磁质磁场的能量

考试要求

(1)了解磁性、磁极及其相互作用和电流的磁效应等现象;

(2)熟练掌握毕奥-萨伐尔定律及其应用,掌握磁感应强度的概念,了解运动电荷的磁场;

(3)掌握磁通量的概念和计算,理解磁感应线及其性质,了解磁场的高斯定理;

(4)熟练掌握安培环路定理及其应用,理解磁场的性质;

(5)掌握带电粒子在磁场中的运动的一般规律,理解霍尔效应及其应用,了解回旋加速器、汤姆孙实验等的简单原理;

(6)掌握安培力公式、任意平面闭合电流的磁矩及其在外磁场中的磁力矩的概念;

(7)熟练掌握磁场强度的概念和有磁介质时的环路定理,理解磁介质的磁化规律,了解静磁场与静电场方程的对比;

(8)理解顺磁性和抗磁性的特点;了解铁磁质的磁化性能、铁磁质的分类和应用以及铁磁性的起因;

(9)掌握磁场能量密度和磁场能量的概念。

4、时变电磁场

考试内容

电磁感应:电磁感应现象及规律动生电动势感生电动势和感生电场自感和互感磁能

电磁场和电磁波:位移电流与麦克斯韦方程组平面电磁波电磁场的能量密度和能流密度

考试要求

(1)理解电磁感应现象,掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律;

(2)熟练掌握动生电动势的计算,理解动生电动势与洛伦兹力的内在联系,了解交流发电机的原理;

(3)掌握感生电动势与感生电场概念,掌握感生电场的性质及计算感生电场和感生电动势的方法,了解电子感应加速器的工作原理;

(4)掌握自感电动势和自感系数的概念及其计算,掌握互感电动势和互感系数的概念及其计算;

(5)掌握自感线圈的磁能概念,了解互感线圈的磁能概念;

(6)掌握位移电流、位移电流密度的概念,掌握麦克斯韦方程组的积分形式;

(7)了解平面电磁波的性质和能流密度的概念。

(二)光学

1、光的干涉

考试内容

光波的特性光波的独立性、叠加性光波的相干性和非相干性

分波面双光束干涉杨氏双缝干涉相位光程差单色光的干涉花样干涉级次条纹间距条纹的可见度光波的相干条件半波损失

分振幅薄膜干涉额外程差等倾干涉的原理及其干涉花样等厚干涉的原理及其干涉花样薄膜干涉的应用

迈克耳孙干涉仪原理干涉花样应用

牛顿环原理干涉花样应用

考试要求

(1)了解光波的独立性、叠加性,光波的相干性和非相干性。

(2)理解和掌握光波的相干条件、半波损失和额外程差的概念

(3)理解杨氏双缝干涉原理,理解相位和光程差的概念及其之间的关系,掌握条纹间距的计算公式

(4)理解薄膜干涉(等倾和等厚干涉)的原理及其干涉花样,掌握光程差的计算公式。

(5)了解薄膜干涉的一些应用。

(6)理解迈克耳孙干涉仪的原理,掌握其应用公式(光程差改变量的计算公式)。

(7)了解牛顿环的原理和干涉花样。

2、光的衍射

考试内容

光波的惠更斯-菲涅尔原理菲涅尔衍射菲涅尔半波带圆孔和圆屏衍射直线传播和衍射的区别夫琅和费单缝衍射和圆孔衍射单缝衍射花样和极小位置圆孔衍射的第一极小位置平面衍射光栅光栅方程缺级光栅光谱干涉和衍射的联系和区别

考试要求

(1)理解惠更斯-菲涅尔原理,了解菲涅尔衍射,了解菲涅尔半波带。

(2)掌握圆孔衍射中波带数的计算公式。

(3)理解直线传播和衍射的区别,理解干涉和衍射的联系和区别。

(4)掌握单缝衍射的极小位置公式,掌握圆孔衍射的第一极小位置公式。

(5)掌握光栅方程、缺级,利用光栅方程求白光入射的衍射花样中不同波长对应的位置,或屏上的全部条纹数目。

3、光的偏振

考试内容

光的五种偏振状态自然光线偏振光部分偏振光椭圆偏振光圆偏振光偏振片马吕斯定律消光现象

反射光的偏振态折射光的偏振态布儒斯特定律布儒斯特角(全偏角)

光的双折射现象寻常光(o光)和非常光(e光)光轴单轴晶体主平面(主截面)o光和e光的特性正晶(石英)负晶(方解石)两个主折射率波晶片半波片四分之一波片

偏振光的检定偏振光的干涉显色偏振

考试要求

(1)了解椭圆偏振光和圆偏振光,理解自然光、线偏振光以及部分偏振光之间的关系。

(2)掌握并能熟练运用马吕斯定律和布儒斯特定律。

(3)理解光轴、主截面的概念,理解o光和e光的特性,理解两个主折射率,掌握偏振图(光的振动分解图)的画法。

(4)理解偏振片、半波片和四分之一波片的特点,掌握线偏振光的检定,了解其他偏振光的检定。

(5)理解偏振光的干涉,了解显色偏振。

(三)原子物理学

1、原子结构、原子的能级和辐射

考试内容

原子的基本状况原子的质量一个原子质量单位原子的大小卢瑟福的核式结构模型粒子散射实验大角散射

氢原子光谱里德堡方程赖曼系巴尔末系氢原子玻尔理论玻尔理论的三个假设氢原子第一轨道半径氢原子基态能类氢离子光谱里德堡常数的修正夫兰克-赫兹实验索末菲的氢原子椭圆轨道理论原子空间取向量子化玻尔的对应原理

考试要求

(1)了解原子的质量,掌握一个原子质量单位,了解原子的大小,理解卢瑟福的核式结构模型,了解粒子散射实验、大角散射。

(2)理解氢原子光谱的里德堡方程,掌握赖曼系和巴尔末系的光谱公式,并能用公式求光波长。

(3)理解玻尔的三个假设,掌握氢原子激发能、电离能的计算方法,会画能级图。

(4)理解类氢离子的光谱方程,掌握里德堡常数的修正公式。

(5)了解夫兰克-赫兹实验,了解索末菲的氢原子椭圆轨道理论,了解原子空间取向量子化的概念,了解玻尔的对应原理。

2、碱金属原子、多电子原子

考试内容

碱金属原子光谱主线系第一、第二辅线系电子态(nl)主量子数n轨道角量子数l原子实极化和轨道贯穿碱金属原子光谱的精细结构电子自旋量子数s电子的自旋角动量及对外场的投影电子的自旋磁矩及对外场的投影电子的轨道角动量及对外场的投影电子的轨道磁矩及对外场的投影电子自旋角动量与轨道角动量的耦合电子自旋与轨道运动的相互作用及由此产生的附加能双重能级结构碱金属及氢原子的原子态符号总角量子数j单电子能级跃迁的选择定则

多电子原子氦原子及第二族元素的单重能级与三重能级两个角动量耦合的普遍规则L-S耦合模型及其适用范围洪德定则J-J耦合模型及其适用范围同科电子泡利不相容原理能级跃迁的选择定则

考试要求

(1)了解碱金属原子光谱的主线系,第一、第二辅线系,理解原子实极化和轨道贯穿,掌握主量子数n、轨道角量子数l、电子自旋量子数s、总角量子数j,了解碱金属原子光谱的精细结构。

(2)掌握电子的自旋、轨道角动量及对外场的投影,掌握电子的自旋、轨道磁矩及对外场的投影,掌握碱金属及氢原子的原子态符号写法。会画相应的能级图。

(3)了解电子自旋与轨道运动的相互作用及由此产生的附加能,了解单电子能级跃迁的选择定则。

(4)理解氦原子及第二族元素的单重能级与三重能级氦原子及第二族元素的单重能级与三重能级,掌握个角动量耦合的普遍规则,掌握L-S耦合模型并能求出电子组态的原子态,理解洪德定则了解J-J耦合模型及其适用范围会画相应的能级图。

(5)理解泡利不相容原理和同科电子,理解多电子原子能级跃迁的选择定则。

3、塞曼效应

考试内容

电子的自旋磁矩和轨道磁矩原子的有效磁矩与总角动量之间的关系朗德因子g磁场对原子的影响拉莫尔进动史特恩-盖拉赫实验顺磁原子顺磁共振原子能级在磁场中的分裂塞曼效应(谱线在磁场中分裂的现象)正常、反常塞曼效应塞曼谱线的计算(新谱线与原谱线波数差的计算)顺磁性抗磁性抗磁原子

考试要求

(1)理解电子的自旋磁矩和轨道磁矩,理解原子的有效磁矩与总角动量之间的关系,掌握有效磁矩的计算公式,掌握朗德因子的计算公式。

(2)了解拉莫尔进动,了解史特恩-盖拉赫实验,了解顺磁共振。

(3)理解原子能级在磁场中的分裂,掌握附加能计算公式,利用格罗春图计算波数差。

(4)了解顺磁性、抗磁性、顺磁原子和抗磁原子。

4、原子的壳层结构

考试内容

元素周期表原子的电子壳层结构描述电子的四个量子数主壳层和次壳层能容纳的电子数目原子基态能量最低原理

考试要求

(1)了解元素周期表,理解原子的电子壳层结构,掌握描述电子的四个量子数。

(2)掌握主壳层和次壳层能容纳的电子数目,了解用能量最低原理和泡利原理确定原子基态的方法。

5、X射线

考试内容

X射线的产生X射线波长的测量(布喇格方程)X射线的发射谱连续谱和标识谱连续谱的产生机制短波限的量子解释标识谱的产生机制标识谱与光学光谱的比较X射线的吸收和散射康普顿散射及其量子解释

考试要求

(1)了解多X射线的产生装置,掌握布喇格方程。

(2)了解X射线的发射谱,理解连续谱的产生机制,理解短波限的量子解释,掌握短波限的计算。

(3)理解标识谱的产生机制,掌握标识谱与光学光谱的比较。

(4)了解X射线的吸收,理解康普顿散射及其量子解释。

6、原子核

考试内容

原子核的基本知识(电量、大小、组成、密度)结合能平均结合能原子核的放射衰变放射性强度衰变衰变衰变核力的性质核反应核反应能核裂变核聚变

考试要求

(1)掌握原子核的一些基本知识(电量、大小、组成、密度)

(2)理解结合能和平均结合能的概念,掌握结合能和平均结合能的计算公式。

(3)理解原子核放射衰变的概念,了解放射性强度的概念,了解衰变、衰变和衰变的现象,掌握放射衰变的指数衰变公式,理解半衰期和衰变常数的关系。

(4)理解核力的性质。

(5)理解核反应方程,理解核反应过程中需满足的一些守恒定律,理解核反应能的定义,掌握核反应能的计算方法。

(6)了解核裂变和核聚变。

三、参考书目

[1]梁灿彬等.电磁学(第二版).高等教育出版社,2004.

[2]姚启均.光学(第四版).高等教育出版社,2012.

[3]诸圣麟.原子物理学.高等教育出版社,2012.

2014年硕士研究生入学考试自命题考试大纲

考试科目代码:[725]考试科目名称:量子力学

一、考试形式与试卷结构

1)试卷成绩及考试时间:本试卷满分为150分,考试时间为180分钟。

2)答题方式:闭卷、笔试

3)试卷内容结构

(一)客观题部分20%

(二)主观题部分80%

4)题型结构

a:填空题,10小题,每小题3分,共30分

b:简述题,8小题,每小题5分,共40分

c:计算题,4小题,每小题20分,共80分

二、考试内容与考试要求

1.绪论

考试内容:

a.量子力学诞生的历史背景。

b.德布罗意关于微观粒子的波粒二象性的假设。

考试要求:

了解经典物理困难及量子理论的解决之道;掌握能量动量与频率波长的关系式。

2.波函数和薛定谔方程

考试内容:

波函数的统计诠释;薛定谔方程;态叠加原理;海森堡不确定关系;一维势场中的粒子。

考试要求:

a.理解量子力学与经典力学在关于描写微观粒子运动状态及其运动规律时的不同观念。

b.掌握波函数的标准化条件:有限性、连续性、单值性。

c.理解态叠加原理以及任何波函数按不同动量的平面波展开的方法及其物理意义。

d.了解薛定谔方程的建立过程以及它在量子力学中的地位;薛定谔方程和定态薛定谔方程的关系;波函数和定态波函数的关系。

e.对于求解一维薛定谔方程,应掌握边界条件的确定和处理方法;掌握一维无限深阱的求解方法及其物理讨论;掌握一维谐振子的能谱及其定态波函数的一般特点及其代数处理方法;了解势垒贯穿的讨论方法及其对隧道效应的解释。

3.力学量用算符表达

考试内容:

算符运算规则;厄米算符的本征值与本征函数;连续譜本征函数归一化;共同本征函数;力学量随时间的演化;守恒量;中心力场。

考试要求:

a.掌握算符的本征值和本征方程的基本概念;厄米算符的本征值必为实数;坐标算符和动量算符以及量子力学中一切可观察的力学量所对应的算符均为厄米算符。

b.掌握有关动量算符和角动量算符的本征值和本征函数,它们的归一性和正交性的表达形式,以及与这些算符有关的算符运算的对易关系式。

c.电子在正点电荷库仑场中的运动提供了三维中心力场下薛定谔方程求解的范例,由此了解一般三维中心力场下求解薛定谔方程的基本步骤和方法,特别是分离变量法。

d.掌握力学量平均值的计算方法.掌握计算力学量的可能值、概率和平均值;理解在什么状态下力学量具有确定值以及在什么条件下,两个力学量同时具有确定值。

e.掌握不确定关系并能应用这一关系在一定条件下来估算一些体系的某些物理量的下限。

f.掌握根据体系的哈密顿算符来判断该体系中可能存在的守恒量如:能量、动量、角动量、宇称等。

4.表象理论

考试内容:

量子态的不同表象与幺正变换;力学量的矩阵表示;量子力学的矩阵形式;狄拉克符号。

考试要求:

a.理解力学量所对应的算符在具体的表象下可以用矩阵来表示;厄米算符与厄米矩阵相对应;力学量算符在自身表象下为一对角矩阵。

b.掌握量子力学公式的矩阵形式及求解本征值、本征矢的矩阵方法。

c.理解狄拉克符号及占有数表象。

5.电子自旋和全同粒子

考试内容:

电子自旋态与自旋算符;总角动量的本征态;碱金属原子光谱双线结构与塞曼效应;自旋单态与三重态;自选纠缠;全同粒子体系与波函数的交换对称性。

考试要求:

a.理解斯特恩-格拉赫实验.掌握电子自旋回转磁比率与轨道回转磁比率。

b.掌握自旋算符的对易关系和自旋算符的矩阵形式(泡利矩阵).与自旋相联系的测量值、概率、平均值等的计算以及本征值方程和本征函数的求解方法。

c.了解简单塞曼效应的物理机制。

d.了解角动量藕合概念及碱金属原子光谱双线结构和物理解释。

e.掌握量子力学的全同性原理;理解多体全同粒子波函数有粒子交换对称和反对称之分;掌握玻色子体系多体波函数取交换对称形式,费米子体系取交换反对称形式,以及费米子服从泡利不相容原理。

f.理解在自旋与轨道相互作用可以忽略时,体系波函数可写为空间部分和自旋部分乘积形式;对于两电子体系则有自旋单重态和三重态之分,前者自旋波函数粒子交换反对称的,空间波函数则是对称;后者自旋波函数粒子交换对称的,空间波函数则是反对称的。

6.微扰理论

考试内容:

束缚态微扰论;散射态微扰论。

考试要求:

a.了解定态微扰论的适用范围和条件。

b.对于非简并的定态微扰论要求掌握波函数一级修正和能级一级、二级修正的计算。

c.对于简并的微扰论,应能掌握零级波函数的确定和一级能量修正的计算。

d.了解散射理论的基本概念。

7.量子跃迁

考试内容:

量子态随时间演化;周期微扰与有限时间内的常微扰;能量时间不确定关系;光的吸收与辐射。

考试要求:

a.了解常微扰和周期性微扰下的跃迁几率表达式。

b.理解能量与时间之间的不确定关系。

c.了解光的发射与吸收的爱因斯坦系数以及原子由初态跃迁到终态产生的辐射强度与电偶极相互作用能的矩阵元的模平方成正比,由此可以确定偶极跃迁中角量子数和磁量子数的选择定则。

三、参考书目

《量子力学教程》曾谨言著科学出版社

《量子力学教程》周世勋编高教出版社

2014年硕士研究生入学考试自命题考试大纲

考试科目代码:[]考试科目名称:高等数学

一、考试形式与试卷结构

1)试卷成绩及考试时间

本试卷满分为150分,考试时间为180分钟。

2)答题方式:闭卷、笔试

3)试卷内容结构

函数、极限与连续25%

一元函数微积分40%

多元函数微积分20%

常微分方程8%

线性代数7%

4)题型结构

a:单项选择题,9小题,每小题3分,共27分

b:填空题,8小题,每小题4分,共32分

c:解答题(包括证明题),9小题,每小题分,共91分

二、考试内容与考试要求

1、函数、极限、连续

考试内容

函数的概念及表示法函数的有界性(有界和收敛的关系存在正数M使f(x)

函数连续的概念(点极限存在且等于函数值)函数间断点的类型(第一型(有定义):可去型,跳跃型第二型(无定义):无穷型,振荡型)初等函数的连续性闭区间上连续函数的性质(零点定理介值定理)

考试要求

(1).理解函数的概念,掌握函数的表示法,并会建立简单应用问题中的函数关系式。

(2).了解函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性.

(3).理解复合函数及分段函数的概念,了解反函数及隐函数的概念.

(4).掌握基本初等函数的性质及其图形,了解初等函数的概念.

(5).理解极限的概念,理解函数左极限与右极限的概念,以及函数极限存在与左、右极限之间的关系.

(6).掌握极限的性质及四则运算法则

(7).掌握极限存在的两个准则,并会利用它们求极限,掌握利用两个重要极限求极限的方法.

(8).理解无穷小、无穷大的概念,掌握无穷小的比较方法,会用等价无穷小求极限.

(9).理解函数连续性的概念(含左连续与右连续),会判别函数间断点的类型.

(10).了解连续函数的性质和初等函数的连续性,理解闭区间上连续函数的性质(有界性、最大值和最小值定理、介值定理),并会应用这些性质.

2、一元函数微分学

考试内容

导数和微分的概念导数的几何意义和物理意义函数的可导性与连续性之间的关系平面曲线的切线和法线导数和微分的四则运算基本初等函数的导数复合函数、反函数、隐函数以及参数方程所确定的函数的微分法高阶导数一阶微分形式的不变性微分中值定理洛必达(L'Hospital)法则函数单调性的判别函数的极值函数图形的凹凸性、拐点及渐近线函数图形的描绘函数的最大值与最小值弧微分曲率的概念曲率圆与曲率半径

考试要求

(1)理解导数和微分的概念,理解导数与微分的关系,理解导数的几何意义,会求平面曲线的切线方程和法线方程,了解导数的物理意义,会用导数描述一些物理量,理解函数的可导性与连续性之间的关系.

(2)掌握导数的四则运算法则和复合函数的求导法则,掌握基本初等函数的导数公式.了解微分的四则运算法则和一阶微分形式的不变性,会求函数的微分.

(3)了解高阶导数的概念,会求简单函数的高阶导数.

(4)会求分段函数的导数,会求隐函数和由参数方程所确定的函数以及反函数的导数.

(5)理解并会用罗尔(Rolle)定理、拉格朗日(Lagrange)中值定理和泰勒(Taylor)定理,了解并会用柯西(Cauchy)中值定理.

(6)掌握用洛必达法则求未定式极限的方法.

(7)理解函数的极值概念,掌握用导数判断函数的单调性和求函数极值的方法,掌握函数最大值和最小值的求法及其应用.

(8)会用导数判断函数图形的凹凸性(注:在区间内,设函数具有二阶导数。当时,的图形是凹的;当时,的图形是凸的),会求函数图形的拐点以及水平、铅直和斜渐近线,会描绘函数的图形.

(9)了解曲率、曲率圆与曲率半径的概念,会计算曲率和曲率半径.

3、一元函数积分学

考试内容

原函数和不定积分的概念不定积分的基本性质基本积分公式定积分的概念和基本性质定积分中值定理积分上限的函数及其导数牛顿-莱布尼茨(Newton-Leibniz)公式不定积分和定积分的换元积分法与分部积分法有理函数、三角函数的有理式和简单无理函数的积分反常(广义)积分定积分的应用

考试要求

(1)理解原函数的概念,理解不定积分和定积分的概念.

(2)掌握不定积分的基本公式,掌握不定积分和定积分的性质及定积分中值定理,掌握换元积分法与分部积分法.

(3)会求有理函数、三角函数有理式和简单无理函数的积分.

(4)理解积分上限的函数,会求它的导数,掌握牛顿-莱布尼茨公式.

(5)了解反常积分的概念,会计算反常积分.

(6)掌握用定积分表达和计算一些几何量与物理量(平面图形的面积、平面曲线的弧长、旋转体的体积及侧面积、平行截面面积为已知的立体体积、功、引力、压力、质心、形心等)及函数的平均值.

4、向量代数和空间解析几何

考试内容

向量的概念向量的线性运算向量的数量积和向量积向量的混合积两向量垂直、平行的条件两向量的夹角向量的坐标表达式及其运算单位向量方向数与方向余弦曲面方程和空间曲线方程的概念平面方程直线方程平面与平面、平面与直线、直线与直线的夹角以及平行、垂直的条件点到平面和点到直线的距离球面柱面旋转曲面常用的二次曲面方程及其图形空间曲线的参数方程和一般方程空间曲线在坐标面上的投影曲线方程

考试要求

(1)理解空间直角坐标系,理解向量的概念及其表示.

(2)掌握向量的运算(线性运算、数量积、向量积、混合积),了解两个向量垂直、平行的条件.

(3)理解单位向量、方向数与方向余弦、向量的坐标表达式,掌握用坐标表达式进行向量运算的方法.

(4)掌握平面方程和直线方程及其求法.

(5)会求平面与平面、平面与直线、直线与直线之间的夹角,并会利用平面、直线的相互关系(平行、垂直、相交等)解决有关问题.

(6)会求点到直线以及点到平面的距离.

(7)了解曲面方程和空间曲线方程的概念.

(8)了解常用二次曲面的方程及其图形,会求简单的柱面和旋转曲面的方程.

(9)了解空间曲线的参数方程和一般方程.了解空间曲线在坐标平面上的投影,并会求该投影曲线的方程.

5、多元函数微分学

考试内容

多元函数的概念二元函数的几何意义二元函数的极限与连续的概念有界闭区域上多元连续函数的性质多元函数的偏导数和全微分全微分存在的必要条件和充分条件多元复合函数、隐函数的求导法二阶偏导数方向导数和梯度空间曲线的切线和法平面曲面的切平面和法线二元函数的二阶泰勒公式多元函数的极值和条件极值多元函数的最大值、最小值及其简单应用

考试要求

(1)理解多元函数的概念,理解二元函数的几何意义.

(2)了解二元函数的极限与连续的概念以及有界闭区域上连续函数的性质.

(3)理解多元函数偏导数和全微分的概念,会求全微分,了解全微分存在的必要条件和充分条件,了解全微分形式的不变性.

(4)理解方向导数与梯度的概念,并掌握其计算方法.

(5)掌握多元复合函数一阶、二阶偏导数的求法.

(6)了解隐函数存在定理,会求多元隐函数的偏导数.

(7)了解空间曲线的切线和法平面及曲面的切平面和法线的概念,会求它们的方程.

(8)了解二元函数的二阶泰勒公式.

(9)理解多元函数极值和条件极值的概念,掌握多元函数极值存在的必要条件,了解二元函数极值存在的充分条件,会求二元函数的极值,会用拉格朗日乘数法求条件极值,会求简单多元函数的最大值和最小值,并会解决一些简单的应用问题.

6、多元函数积分学

考试内容

二重积分与三重积分的概念、性质、计算和应用两类曲线积分的概念、性质及计算两类曲线积分的关系格林(Green)公式平面曲线积分与路径无关的条件二元函数全微分的原函数两类曲面积分的概念、性质及计算两类曲面积分的关系高斯(Gauss)公式斯托克斯(Stokes)公式散度、旋度的概念及计算曲线积分和曲面积分的应用

考试要求

(1)理解二重积分、三重积分的概念,了解重积分的性质,了解二重积分的中值定理.

(2)掌握二重积分的计算方法(直角坐标、极坐标),会计算三重积分(直角坐标、柱面坐标、球面坐标).

(3)理解两类曲线积分的概念,了解两类曲线积分的性质及两类曲线积分的关系.

(4)掌握计算两类曲线积分的方法.

(5)掌握格林公式并会运用平面曲线积分与路径无关的条件,会求二元函数全微分的原函数.

(6)了解两类曲面积分的概念、性质及两类曲面积分的关系,掌握计算两类曲面积分的方法,掌握用高斯公式计算曲面积分的方法,并会用斯托克斯公式计算曲线积分.

(7)了解散度与旋度的概念,并会计算.

(8)会用重积分、曲线积分及曲面积分求一些几何量与物理量(平面图形的面积、体积、曲面面积、弧长、质量、质心、、形心、转动惯量、引力、功及流量等).

7、无穷级数

考试内容

常数项级数的收敛与发散的概念收敛级数的和的概念级数的基本性质与收敛的必要条件几何级数与级数及其收敛性正项级数收敛性的判别法交错级数与莱布尼茨定理任意项级数的绝对收敛与条件收敛函数项级数的收敛域与和函数的概念幂级数及其收敛半径、收敛区间(指开区间)和收敛域幂级数的和函数幂级数在其收敛区间内的基本性质简单幂级数的和函数的求法初等函数的幂级数展开式。

考试要求

(1)理解常数项级数收敛、发散以及收敛级数的和的概念,掌握级数的基本性质及收敛的必要条件.

(2)掌握几何级数与级数的收敛与发散的条件.

(3)掌握正项级数收敛性的比较判别法和比值判别法,会用根值判别法.

(4)掌握交错级数的莱布尼茨判别法.

(5)了解任意项级数绝对收敛与条件收敛的概念以及绝对收敛与收敛的关系.

(6)了解函数项级数的收敛域及和函数的概念.

(7)理解幂级数收敛半径的概念、并掌握幂级数的收敛半径、收敛区间及收敛域的求法.

(8)了解幂级数在其收敛区间内的基本性质(和函数的连续性、逐项求导和逐项积分),会求一些幂级数在收敛区间内的和函数,并会由此求出某些数项级数的和.

(9)了解函数展开为泰勒级数的充分必要条件.

(10)掌握,,,及的麦克劳林(Maclaurin)展开式,会用它们将一些简单函数间接展开为幂级数。

8、常微分方程

考试内容

常微分方程的基本概念变量可分离的微分方程齐次微分方程一阶线性微分方程伯努利(Bernoulli)方程全微分方程可用简单的变量代换求解的某些微分方程,线性微分方程解的性质及解的结构定理。

考试要求

(1)了解微分方程及其阶、解、通解、初始条件和特解等概念.

(2)掌握变量可分离的微分方程及一阶线性微分方程的解法.

(3)会解齐次微分方程、伯努利方程和全微分方程,会用简单的变量代换解某些微分方程.

(4)会用降阶法解下列形式的微分方程:

和.

(5)理解线性微分方程解的性质及解的结构.

(6)会用微分方程解决一些简单的应用问题.

9、线性代数

考试内容

行列式的概念和基本性质行列式按行(列)展开定理矩阵的概念矩阵的线性运算矩阵的乘法方阵的幂方阵乘积的行列式矩阵的转置逆矩阵的概念和性质矩阵可逆的充分必要条件伴随矩阵矩阵的初等变换初等矩阵矩阵的秩矩阵的等价分块矩阵及其运算向量的概念向量的线性组合与线性表示向量组的线性相关与线性无关向量组的秩向量组的秩与矩阵的秩之间的关系向量空间及其相关概念线性方程组的克莱姆(Cramer)法则齐次线性方程组有非零解的充分必要条件非齐次线性方程组有解的充分必要条件线性方程组解的性质和解的结构非齐次线性方程组的通解

考试要求

(1)了解行列式的概念,掌握行列式的性质.

(2)会应用行列式的性质和行列式按行(列)展开定理计算行列式.

(3)理解矩阵的概念,了解单位矩阵、数量矩阵、对角矩阵、三角矩阵、对称矩阵和反对称矩阵以及它们的性质.

(4)掌握矩阵的线性运算、乘法、转置以及它们的运算规律,了解方阵的幂与方阵乘积的行列式的性质.

(5)理解逆矩阵的概念,掌握逆矩阵的性质以及矩阵可逆的充分必要条件,理解伴随矩阵的概念,会用伴随矩阵求逆矩阵.

(6)理解矩阵初等变换的概念,了解初等矩阵的性质和矩阵等价的概念,理解矩阵的秩的概念,掌握用初等变换求矩阵的秩和逆矩阵的方法.

(7)了解分块矩阵及其运算.

(8)理解向量组线性相关、线性无关的概念,掌握向量组线性相关、线性无关的有关性质及判别法.

(9)理解向量组等价的概念,理解矩阵的秩与其行(列)向量组的秩之间的关系.

(10)会用克莱姆法则.

(11)理解非齐次线性方程组解的结构及通解的概念.

(12)掌握用初等行变换求解线性方程组的方法.

三、参考书目

[1]同济大学数学系编.高等数学(第六版).高等教育出版社,

[2]彭冨连主编.高等数学.湖南师大出版社,

[3]同济大学数学系编.线性代数(第五版).高等教育出版社,

2014年硕士研究生入学考试自命题考试大纲

考试科目代码:考试科目名称:电动力学

一、考试形式与试卷结构

1)试卷成绩及考试时间

本试卷满分为100分,考试时间为180分钟。

2)答题方式

答题方式为闭卷、笔试。

3)试卷内容结构

各部分内容所占分值为:

电磁场理论约80分

狭义相对论约20分

4)题型结构

填空题:10小题,每小题4分(或每空2分),共40分

简答题:4小题,每小题5分,共20分

计算题:4小题,每小题10分,共40分

二、考试内容与考试要求

(一)电磁场理论

1、电磁现象的普遍规律

考试内容

电荷与电场电流和磁场麦克斯韦方程组介质的电磁性质电磁场的边值关系电磁场的能量和能流

考试要求

(1)熟练地掌握麦克斯韦方程组的微分,积分形式及其物理意义并了解其实验基础;了解行列式的概念,掌握行列式的性质.

(2)掌握不同介质中电磁性质的描述及麦克斯韦方程组的差异;

(3)掌握电磁场边值关系的描述及其物理意义和应用;

(4)掌握电磁场的能量密度和能流密度,场与电流系统的能量转换与守恒。

2、静电场

考试内容

静电势及其微分方程唯一性定理拉普拉斯方程,分离变量法电象法电多极矩

考试要求

(1)了解静电场的基本问题、静电势及其方程的物理意义;

(2)掌握唯一性定理的内容及其重要性;

(3)掌握用电象法和分离变量法求解静电场;

(4)了解电多极矩与多极势,掌握定域空间电荷体系的电偶极矩及其势的求解方法,以及电偶极子在外电场中的受力、力矩及能量的计算。

3、静磁场

考试内容

矢势及其微分方程磁标势磁多极矩

考试要求

(1)掌握稳恒电流磁场的矢势及其微分方程的物理意义;

(2)掌握引入磁标势的条件及其方程和物理意义;

(3)了解磁多极展开,掌握定域空间电流体系的磁偶极矩的标势、矢势及其在外磁场中的受力、力矩和能量的计算。

4、电磁波的传播

考试内容

平面电磁波电磁波在介质界面上的反射和折射有导体存在时电磁波的传播谐振腔波导管

考试要求

(1)掌握时变电磁场的波动性,掌握时谐(定态)电磁波和平面电磁波的基本方程及解的形式和这些波的特性;

(2)掌握电磁波在导体内和矩形波导管内的传播特性;

(3)掌握平面单色电磁波在介质界面及良导体界面的反射与折射及某些重要结论。

5、电磁波的辐射

考试内容

电磁场的标势和矢势推迟势电偶极辐射电磁场的动量

考试要求

(1)掌握电磁场的标势和矢势的物理意义;

(2)掌握两种规范及达朗贝尔方程;

(3)理解推迟势的物理意义;

(4)掌握电偶极辐射的基本公式和物理意义并能对简单的辐射系统的电偶极辐射进行计算;

(5)掌握定域空间中电磁场的动量转换和守恒定律的物理意义,了解辐射压力。

(二)狭义相对论

考试内容

狭义相对论的实验基础狭义相对论的基本原理洛伦兹变换相对论的时空理论相对论的四维形式电动力学的相对论不变性相对论力学

考试要求

(1)了解狭义相对论的实验基础;掌握其基本原理;

(2)熟练掌握洛伦兹变换和相对论的时空理论;

(3)掌握常用的几个四维协变量;

(4)掌握相对论力学中的动量、能量守恒及质能关系的意义;

(5)了解相对论电动力性的协变性。

三、参考书目

[1]郭硕鸿编.电动力学(第三版).高等教育出版社,2008.

××××年硕士研究生入学考试自命题考试大纲

考试科目代码:[]考试科目名称:原子物理

(同等学历加试科目)

一、试卷结构

1)试卷成绩及考试时间

本试卷满分为100分,考试时间为180分钟。

2)答题方式:闭卷、笔试

3)试卷内容结构

原子物理82%原子核物理18%

4)题型结构

a:判断题,3小题,每小题3分,共9分

b:填空题,6小题,每小题5分,共30分

c:简答题,2小题,每小题6分,共12分

d:解答题(包括证明题),3小题,共49分

二、考试内容与考试要求

1、原子结构、原子的能级和辐射

考试内容

原子的基本状况原子的质量一个原子质量单位原子的大小卢瑟福的核式结构模型粒子散射实验大角散射

氢原子光谱里德堡方程赖曼系巴尔末系氢原子玻尔理论玻尔理论的三个假设氢原子第一轨道半径氢原子基态能类氢离子光谱里德堡常数的修正夫兰克-赫兹实验索末菲的氢原子椭圆轨道理论原子空间取向量子化玻尔的对应原理

考试要求

(1)了解原子的质量,掌握一个原子质量单位,了解原子的大小,理解卢瑟福的核式结构模型,了解粒子散射实验、大角散射。

(2)理解氢原子光谱的里德堡方程,掌握赖曼系和巴尔末系的光谱公式,并能用公式求光波长。

(3)理解玻尔的三个假设,掌握氢原子激发能、电离能的计算方法,会画能级图。

(4)理解类氢离子的光谱方程,掌握里德堡常数的修正公式。

(5)了解夫兰克-赫兹实验,了解索末菲的氢原子椭圆轨道理论,了解原子空间取向量子化的概念,了解玻尔的对应原理。

2、碱金属原子、多电子原子

考试内容

碱金属原子光谱主线系第一、第二辅线系电子态(nl)主量子数n轨道角量子数l原子实极化和轨道贯穿碱金属原子光谱的精细结构电子自旋量子数s电子的自旋角动量及对外场的投影电子的自旋磁矩及对外场的投影电子的轨道角动量及对外场的投影电子的轨道磁矩及对外场的投影电子自旋角动量与轨道角动量的耦合电子自旋与轨道运动的相互作用及由此产生的附加能双重能级结构碱金属及氢原子的原子态符号总角量子数j单电子能级跃迁的选择定则

多电子原子氦原子及第二族元素的单重能级与三重能级两个角动量耦合的普遍规则L-S耦合模型及其适用范围洪德定则J-J耦合模型及其适用范围同科电子泡利不相容原理能级跃迁的选择定则

考试要求

(1)了解碱金属原子光谱的主线系,第一、第二辅线系,理解原子实极化和轨道贯穿,掌握主量子数n、轨道角量子数l、电子自旋量子数s和总角量子数j,了解碱金属原子光谱的精细结构。

(2)掌握电子的自旋、轨道角动量及对外场的投影,掌握电子的自旋、轨道磁矩及对外场的投影,掌握碱金属及氢原子的原子态符号写法。会画相应的能级图。

(3)了解电子自旋与轨道运动的相互作用及由此产生的附加能,了解单电子能级跃迁的选择定则。

(4)理解氦原子及第二族元素的单重能级与三重能级氦原子及第二族元素的单重能级与三重能级,掌握个角动量耦合的普遍规则,掌握L-S耦合模型并能求出电子组态的原子态,理解洪德定则了解J-J耦合模型及其适用范围会画相应的能级图。

(5)理解泡利不相容原理和同科电子,理解多电子原子能级跃迁的选择定则。

3、塞曼效应

考试内容

电子的自旋磁矩和轨道磁矩原子的有效磁矩与总角动量之间的关系朗德因子g磁场对原子的影响拉莫尔进动史特恩-盖拉赫实验顺磁原子顺磁共振原子能级在磁场中的分裂塞曼效应(谱线在磁场中分裂的现象)正常、反常塞曼效应塞曼谱线的计算(新谱线与原谱线波数差的计算)顺磁性抗磁性抗磁原子

考试要求

(1)理解电子的自旋磁矩和轨道磁矩,理解原子的有效磁矩与总角动量之间的关系,掌握有效磁矩的计算公式,掌握朗德因子的计算公式。

(2)了解拉莫尔进动,了解史特恩-盖拉赫实验,了解顺磁共振。

(3)理解原子能级在磁场中的分裂,掌握附加能计算公式,利用格罗春图计算波数差。

(4)了解顺磁性、抗磁性、顺磁原子和抗磁原子。

4、原子的壳层结构

考试内容

元素周期表原子的电子壳层结构描述电子的四个量子数主壳层和次壳层能容纳的电子数目原子基态能量最低原理

考试要求

(1)了解元素周期表,理解原子的电子壳层结构,掌握描述电子的四个量子数。

(2)掌握主壳层和次壳层能容纳的电子数目,了解用能量最低原理和泡利原理确定原子基态的方法。

5、X射线

考试内容

X射线的产生X射线波长的测量(布喇格方程)X射线的发射谱连续谱和标识谱连续谱的产生机制短波限的量子解释标识谱的产生机制标识谱与光学光谱的比较X射线的吸收和散射康普顿散射及其量子解释

考试要求

(1)了解多X射线的产生装置,掌握布喇格方程。

(2)了解X射线的发射谱,理解连续谱的产生机制,理解短波限的量子解释,掌握短波限的计算。

(3)理解标识谱的产生机制,掌握标识谱与光学光谱的比较。

(4)了解X射线的吸收,理解康普顿散射及其量子解释。

6、原子核

考试内容

原子核的基本知识(电量、大小、组成、密度)结合能平均结合能原子核的放射衰变放射性强度衰变衰变衰变核力的性质核反应核反应能核裂变核聚变

考试要求

(1)掌握原子核的一些基本知识(电量、大小、组成、密度)

(2)理解结合能和平均结合能的概念,掌握结合能和平均结合能的计算公式。

(3)理解原子核放射衰变的概念,了解放射性强度的概念,了解衰变、衰变和衰变的现象,掌握放射衰变的指数衰变公式,理解半衰期和衰变常数的关系。

(4)理解核力的性质。

(5)理解核反应方程,理解核反应过程中需满足的一些守恒定律,理解核反应能的定义,掌握核反应能的计算方法。

(6)了解核裂变和核聚变。

三、参考书目

[1]诸圣麟.原子物理学.高等教育出版社,2012

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