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2015年中国科学院大学070203原子与分子物理考研大纲

考研时间: 2014-11-19 来源:查字典考研网

查字典查字典考研网快讯,据中国科学院大学研究生院消息,2015年中国科学院大学原子与分子物理考研大纲已发布,详情如下:

中国科学院大学硕士研究生入学考试

601高等数学(甲)考试大纲

一 考 试 性 质

中国科学院大学硕士研究生入学高等数学(甲)考试是为招收理学非数学专业硕士研究生而设置的选拔考试。它的主要目的是测试考生的数学素质,包括对高等 数学各项内容的掌握程度和应用相关知识解决问题的能力。考试对象为参加全国硕士研究生入学考试、并报考理论物理、原子与分子物理、粒子物理与原子核物理、 等离子体物理、凝聚态物理、天体物理、天体测量与天体力学、空间物理学、光学、物理电子学、微电子与固体电子学、电磁场与微波技术、物理海洋学、海洋地 质、气候学等专业的考生。

二 考试的基本要求

要求考生系统地理解高等数学的基本概念和基本理论,掌握高等数学的基本方法。要求考生具有抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力、数学运算能力和综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力。

三考试方法和考试时间

高等数学(甲)考试采用闭卷笔试形式,试卷满分为150分,考试时间为180分钟。

四 考试内容和考试要求

( 一) 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、单调性、周期性和奇偶性 复合函数、反函数、分段函数和隐函数 基本初等函数的性质及其图形 数列极限与函数极限的概念 无穷小和无穷大的概念及其关系 无穷小的性质及无穷小的比较 极限的四则运算 极限存在的单调有界准则和夹逼准则 两个重要极限:

0sinlim 1xxx →= , e11(lim 函数连续的概念 函数间断点的类型 初等函数的连续性 闭区间上连续函数的性质 函数的一致连续性概念

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. 理解函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性。掌握判断函数这些性质的方法。

3. 理解复合函数的概念,了解反函数及隐函数的概念。会求给定函数的复合函数和反函数。

4. 掌握基本初等函数的性质及其图形。

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,会运用它们进行一些基本的判断和计算。

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. 掌握连续函数的运算性质和初等函数的连续性,熟悉闭区间上连续函数的性质(有界性、最大值和最小值定理、介值定理等),并会应用这些性质。

11.理解函数一致连续性的概念。

(二 )一元函数微分学

考试内容

导数的概念 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 基本初等函数的导数 导数的四则运算 复合函数、反函数、隐函数的导数的求法 参数方程所确定的函数的求导方法 高阶导数的概念 高阶导数的求法 微分的概念和微分的几何意义 函数可微与可导的关系 微分的运算法则及函数微分的求法 一阶微分形式的不变性 微分在近似计算中的应用 微分中值定理 洛必达(L’Hospital)法则 泰勒(Taylor)公式 函数的极值 函数最大值和最小值 函数单调性 函数图形的凹凸性、拐点及渐近线 函数图形的描绘 弧微分及曲率的计算

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,掌握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求导公式。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n阶导数。

4. 会求分段函数的一阶、二阶导数。

5. 会求隐函数和由参数方程所确定的函数的一阶、二阶导数

6. 会求反函数的导数。

7. 理解并会用罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理和泰勒定理。

8. 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简单应用。

9. 会用导数判断函数图形的凹凸性,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。

10. 掌握用洛必达法则求未定式极限的方法。

11.了解曲率和曲率半径的概念,会计算曲率和曲率半径。

( 三) 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 变上限定积分定义的函数及其导数 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 广义积分(无穷限积分、瑕积分) 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. 熟练掌握不定积分的基本公式,熟练掌握不定积分和定积分的性质及定积分中值定理。掌握牛顿-莱布尼茨公式。熟练掌握不定积分和定积分的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. 理解变上限定积分定义的函数,会求它的导数。

5. 理解广义积分(无穷限积分、瑕积分)的概念,掌握无穷限积分、瑕积分的收敛性判别法,会计算一些简单的广义积分。

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、截面面积为已知的立体体积、功、引力、压力)及函数的平均值。

( 四) 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、向量积和混合积 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 母线平行于坐标轴的柱面 旋转轴为坐标轴的旋转曲面的方程 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. 熟悉空间直角坐标系,理解向量及其模的概念。

2. 熟练掌握向量的运算(线性运算、数量积、向量积),掌握两向量垂直、平行的条件。

3. 理解向量在轴上的投影,了解投影定理及投影的运算。理解方向数与方向余弦、向量的坐标表达式,会用坐标表达式进行向量的运算。

4. 熟悉平面方程和空间直线方程的各种形式,熟练掌握平面方程和空间直线方程的求法。

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. 会求空间两点间的距离、点到直线的距离以及点到平面的距离。

7. 了解空间曲线方程和曲面方程的概念。

8. 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,并会求其方程。

9. 了解常用二次曲面的方程、图形及其截痕,会求以坐标轴为旋转轴的旋转曲面及母线平行于坐标轴的柱面方程。

( 五)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 二元函数的极限和连续 有界闭区域上多元连续函数的性质 多元函数偏导数和全微分的概念及求法 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 高阶偏导数的求法 空间曲线的切线和法平面 曲 面的切平面和法线 方向导数和梯度 二元函数的泰勒公式 多元函数的极值和条件极值 拉格朗日乘数法 多元函数的最大值、最小值及其简单应用 全微分在近似计算中的应用

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. 理解二元函数的极限与连续性的概念及基本运算性质,了解二元函数累次极限和极限的关系 会判断二元函数在已知点处极限的存在性和连续性 了解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 了解二元函数可微、偏导数存在及连续的关系,会求偏导数和全微分,了解二元函数两个混合偏导数相等的条件 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. 熟练掌握多元复合函数偏导数的求法。

5. 熟练掌握隐函数的求导法则。

6. 理解方向导数与梯度的概念并掌握其计算方法。

7. 理解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、最小值,并会解决一些简单的应用问题。

10. 了解全微分在近似计算中的应用

( 六) 多元函数积分学

考试内容

二重积分、三重积分的概念及性质 二重积分与三重积分的计算和应用 两类曲线积分的概念、性质及计算 两类曲线积分之间的关系 格林(Green)公式 平面曲线积分与路径无关的条件 已知全微分求原函数 两类曲面积分的概念、性质及计算 两类曲面积分之间的关系 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,掌握重积分的性质。

2. 熟练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),掌握二重积分的换元法。

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。熟练掌握计算两类曲线积分的方法。

4. 熟练掌握格林公式,会利用它求曲线积分。掌握平面曲线积分与路径无关的条件。会求全微分的原函数。

5. 理解两类曲面积分的概念,了解两类曲面积分的性质及两类曲面积分的关系。熟练掌握计算两类曲面积分的方法。

6. 掌握高斯公式和斯托克斯公式,会利用它们计算曲面积分和曲线积分。

7. 了解散度、旋度的概念,并会计算。

8. 了解含参变量的积分和莱布尼茨公式。

9. 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、曲面 的面积、物体的体积、曲线的弧长、物体的质量、重心、转动惯量、引力、功及流量等)。

( 七) 无穷级数

考试内容

常数项级数及其收敛与发散的概念 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 p 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、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 幂级数在其收敛区间内的基本性质 简单幂级数的和函数的求法 泰勒级数 初等函数的幂级数展开式 函数的幂级数展开式在近似计算中的应用 函数的傅里叶(Fourier)系数与傅里叶级数 狄利克雷(Dirichlet)定理 函数在[-l,l]上的傅里叶级数 函数在[0,l]上的正弦级数和余弦级数。函数项级数的一致收敛性。

考试要求

1. 理解常数项级数的收敛、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p级数的收敛与发散情况。

3. 熟练掌握正项级数收敛性的各种判别法。

4. 熟练掌握交错级数的莱布尼茨判别法。

5. 理解任意项级数的绝对收敛与条件收敛的概念,以及绝对收敛与条件收敛的关系。

6. 了解函数项级数的收敛域及和函数的概念。

7. 理解幂级数的收敛域、收敛半径的概念,并掌握幂级数的收敛半径及收敛域的求法。

8. 了解幂级数在其收敛区间内的一些基本性质(和函数的连续性、逐项微分和逐项积分),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. 掌握一些常见函数如ex、sin x、cos x、ln(1+x)和(1+x)α等的麦克劳林展开式,会用它们将一些简单函数间接展开成幂级数。

11. 会利用函数的幂级数展开式进行近似计算。

12.了解傅里叶级数的概念和狄利克雷定理,会将定义在[-l,l]上的函数展开为傅里叶级数,会将定义在[0,l]上的函数展开为正弦级数与余弦级数,会将周期为 2l的函数展开为傅里叶级数。

13. 了解函数项级数的一致收敛性及一致收敛的函数项级数的性质,会判断函数项级数的一致收敛性。

( 八) 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 可降价的高阶微分方程 线性微分方程解的性质及解的结构定理 二阶常系数齐次线性微分方程 二阶常系数非齐次线性微分方程 高于二阶的某些常系数齐次线性微分方程 欧拉(Euler)方程 微分方程的幂级数解法 简单的常系数线性微分方程组的解法 微分方程的简单应用

考试要求

1. 掌握微分方程及其阶、解、通解、初始条件和特解等概念。

2. 熟练掌握变量可分离的微分方程的解法,熟练掌握解一阶线性微分方程的常数变易法。

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求解某些微分方程。

4. 会用降阶法解下列方程:y(n) =f(x),y″ =f(x,y′ )和y″ =f(y,y′ )

5. 理解线性微分方程解的性质及解的结构定理。了解解二阶非齐次线性微分方程的常数变易法。

6. 掌握二阶常系数齐次线性微分方程的解法,并会解某些高于二阶的常系数齐次线性微分方程。

7. 会解自由项为多项式、指数函数、正弦函数、余弦函数、以及它们的和与积的二阶常系数非齐次线性微分方程。

8. 会解欧拉方程。

9. 了解微分方程的幂级数解法。

10.了解简单的常系数线性微分方程组的解法。

11 会用微分方程解决一些简单的应用问题。

五 主要参考文献

《高等数学》(上、下册),同济大学数学教研室主编,高等教育出版社,1996 年第四版,以及其后的任何一个版本均可。

中国科学院大学硕士研究生入学考试

《物理化学(甲》大纲

本《物理化学》(甲)考试大纲适用于报考中国科学院大学化学类专业的硕士研究生入学考试。《物理化学》是大学本科化学专业的一门重要基础理论课。它是 从物质的物理现象和化学现象的联系入手探求化学变化基本规律的一门科学。物理化学课程的主要内容包括化学热力学(统计热力学)、化学动力学、电化学、界面 化学与胶体化学等。要求考生熟练掌握物理化学的基本概念、基本原理及计算方法,并具有综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

一考试内容

(一)气体

1、气体分子动理论

2、摩尔气体常数

3、理想气体状态图

4、分子运动的速率分布

5、分子平动能的分布

6、气体分子在重力场中的分布

7、分子的碰撞频率与平均自由程

8、实际气体

9、气液间的转变—实际气体的等温线和液化过程

10、压缩因子图—实际气体的有关计算

(二)热力学第一定律

1、热力学概论

2、热平衡和热力学第零定律-温度的概念

3、热力学的一些基本概念

4、热力学第一定律

5、准静态过程与可逆过程

6、焓

7、热容

8、热力学第一定律对理想气体的应用

9、Carnot循环

10、Joule-Thomson效应-实际气体的?U和?H

11、热化学

12、赫斯定律

13、几种热效应

14、反应焓变和温度的关系—Kirchhoff定律

15、绝热反应—非等温反应

(三)热力学第二定律

1、自发过程的共同特征—不可逆性

2、热力学第二定律

3、Carnot定理

4、熵的概念

5、Clausius不等式与熵增加原理

6、热力学基本方程与T-S图

7、熵变的计算

8、熵和能量退降

9、热力学第二定律的本质和熵统计意义

10、Helmholtz自由能和Gibbs自由能

11、变化的方向和平衡条件

12、?G的计算示例

13、几个热力学函数间的关系

14、热力学第三定律与规定熵

(四)多组分体系热力学及其在溶液中的应用

1、多组分系统的组成表示法

2、偏摩尔量

3、化学势

4、气体混合物中各组分的化学势

5、稀溶液中的两个经验定律

6、理想液态混合物

7、理想稀溶液中任一组分的化学势

8、稀溶液的依数性

9、活度与活度因子

10、分配定律—溶质在两互不相溶液相中的分配

(五)相平衡

1、多相体系平衡的一般条件

2、相律

3、单组分体系的相平衡

4、二组分体系的相图及其应用

5、三组分体系的相图及其应用

(六)化学平衡

1、化学反应的平衡条件和化学反应的亲和势

2、化学反应的平衡常数与等温方程式

3、平衡常数的表示式

4、复相化学平衡

5、标准摩尔生成吉布斯自由能

6、温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响

7、同时化学平衡

8、反应的耦合

9、近似计算

(七)统计热力学基础

1、概论

2、玻兹曼统计

3、配分函数

4、各配分函数的求法及其对热力学函数的贡献

5、分子的全配分函数

6、用配分函数计算θmr

G?和反应的平衡常数

(八)电解质溶液

1、电化学的基本概念与电解定律

2、离子的电迁移和迁移数

3、电解质溶液的电导

4、电解质的平均活度和平均活度因子

5、强电解质溶液理论简介

(九)可逆电池的电动势及其应用

1、可逆电池和可逆电极

2、电动势的测定

3、可逆电池的书写方法及电动势的取号

4、可逆电池的热力学

5、电动势产生的机理

6、电极电势和电池的电动势

7、电动势测定的应用

(十)电解与极化作用

1、分解电压

2、极化作用

3、电解时电极上的竞争反应

4、金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化

5、化学电源

(十一)化学反应动力学基础

1、化学反应速率表示法和速率方程

2、具有简单级数的反应

3、几种典型的复杂反应

4、温度对反应速率的影响

5、链反应

6、碰撞理论

7、过渡态理论

8、单分子反应理论

9、在溶液中进行的反应

10、光化学反应

11、催化反应动力学

(十二)表面物理化学

1、表面吉布斯自由能和表面张力

2、弯曲表面下的附加压力和蒸气压

3、溶液的表面吸附

4、液-液界面的性质

5、L-B膜及生物膜

6、液-固界面现象

7、表面活性剂及其作用

8、固体表面的吸附

9、气-固相表面催化反应

(十三)胶体分散和大分子溶液

1、胶体和胶体的基本特性

2、溶胶的制备和净化

3、溶胶的动力性质

4、溶胶的光学性质

5、溶胶的电学性质

6、双电层理论和ξ电位

7、溶胶的稳定性和聚沉作用

8、乳状液

9、凝胶

10、大分子溶液

11、Donnan平衡和聚电解质溶液的渗透压

二考试要求

(一)气体

了解气体分子运动公式的推导过程,建立微观的运动模型。了解前人对问题的处理方法和过程。了解理想气体的微观模型,熟练使用理想气体状态方程。了解分子速度和能量分布公式的推导及物理意义。了解实际气体状态方程及对实际气体的计算。了解对比状态;会使用压缩因子图。

(二)热力学第一定律及其应用

明确热力学的一些基本概念,如体系、环境、功、热、状态函数、变化过程和途径等。掌握热力学第一定律和内能的概念。熟知功和热正负号的取号惯例及各种 过程中功与热的计算。明确准静态过程与可逆过程的意义。掌握U及H都是状态函数以及状态函数的特性。熟练应用热力学第一定律计算理想气体在等温、等压、绝 热等过程中的?U、?H、Q和W。熟练应用生成焓、燃烧焓来计算焓变。会应用赫斯定律和基尔霍夫定律。了解卡诺循环的意义。了解摩尔定压、定容热容的概 念;了解节流过程的特点及焦耳-汤姆逊系数的定义与实际应用。从微观角度了解能量均分原理和热力学第一定律的本质。

(三)热力学第二定律

了解自发变化的共同特征,明确热力学第二定律的意义。掌握热力学第二定律与卡诺定理的联系。理解克劳修斯不等式的重要性。注意在熟记热力学函数U、 H、S、F、G的定义,并了解其物理意义。明确?G在特殊条件下的物理意义,会用它来判别变化的方向和平衡条件。熟练计算一些简单过程的?S、?H、?A 和?G,学会设计可逆过程,能利用范霍夫等温式判别变化的方向。较熟练地运用吉布斯-亥姆霍兹公式、克拉贝龙方程式和克老修斯-克拉贝龙方程式。明确偏摩 尔量和化学势的意义。了解热力学第三定律的内容,明确规定熵值的意义、计算及其应用。掌握熵增加原理和各种平衡判据。初步了解不可逆过程热力学关于熵流和 熵产生等基本内容。了解熵的统计意义。

(四)多组分体系热力学及其在溶液中的应用

熟悉多组分系统的组成表示法及其相互关系。掌握偏摩尔量和化学势的定义,了解它们之间的区别和在多组分系统中引入偏摩尔量和化学势的意义。掌握理想气 体化学势的表示式及其标准态的含义,了解理想和非理想气体化学势的表示式以及两者的共同之处,了解逸度的概念。了解理想液态混合物的通性及化学势的表示方 法。了解理想稀溶液中各组分化学势的表示法。熟悉稀溶液的依数性,会用依数性计算未知物的摩尔质量。了解相对活度的概念,描述溶剂的非理想程度。了解分配 定律公式的推导,了解热力学处理溶液的一般方法。

(五)相平衡

明确相、组分数和自由度等相平衡中的基本概念。了解相律的推导过程,熟练掌握相律在相图中的应用。能看懂各种类型的相图,并进行简单分析,理解相图中 各相区、线和特殊点所代表的意义,了解其自由度的变化情况。在双液系相图中,了解完全互溶、部分互溶和完全不互溶相图的特点,掌握如何利用相图进行有机物 的分离提纯。学会用步冷曲线绘制二组分低共熔点相图,会对相图进行分析,并了解二组分低共熔相图和水盐相图在冶金、分离、提纯等方面的应用。了解三组分系 统相图中点、线、面的含义,学会将三组分系统相图用于盐类的分离提纯和有机物的萃取方面。

(六)化学平衡

了解从平衡常数导出化学反应等温式,并掌握这个公式的使用。了解从化学势导出标准平衡常数。掌握均相和多相反应的平衡常数表示式。理解θmG?的意义 以及标准平衡常数的关系,掌握θmG?的求算和应用。理解θmG?的意义并掌握其用途。熟悉温度,压力和惰性气体对平衡的影响。

(七)统计热力学基础

了解统计系统的分类和统计热力学的基本假定。了解最概然分布和撷取最大项原理。了解配分函数的定义及其物理意义,知道配分函数与热力学函数的关系。了 解各种配分函数的计算方法,学会用配分函数计算简单分子的热力学函数,掌握理想气体简单分子平动熵的计算。了解分子配分函数的分离和全配分函数的组成。了 解自由能函数和热函函数,用自由能函数和配分函数计算平衡常数。

(八)电解质溶液

掌握电化学的基本概念和电解定律,了解迁移数的意义及常用的测定迁移数的方法。掌握电导率、摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系。熟悉离子独立移 动定律及电导测定的一些应用。掌握迁移数与摩尔电导率、离子电迁移率之间的关系,能熟练地进行计算。理解电解质的离子平均活度、平均活度因子的意义及其计 算方法。了解强电解质溶液理论的基本内容及适用范围,并会计算离子强度及使用德拜-休克尔极限公式。

(九)可逆电池的电动势及其应用

掌握形成可逆电池的必要条件、可逆电极的类型和电池的书面表示方法,能熟练、正确地写出电极反应和电池反应。了解对消法测电动势的基本原理和标准电池 的作用。在正确写出电极和电池反应的基础上,熟悉地用Nernst方程计算电极电势和电池的电动势。了解电动势产生的机理和氢标准电极的作用。掌握热力学 与电化学之间的联系,会利用电化学测定的数据计算热力学函数的变化值。熟悉电动势测定的主要应用,会从可逆电池测定数据计算平均活度因子、解离平衡常数和 溶液的pH值。

(十)电解与极化作用

了解分压的意义,要使电解池不断地进行工作必须克服的阻力的种类。了解极化现象、超电势、极化作用的种类、降低极化作用的方法。了解极化曲线、电解池 与原电池的极化曲线的异同点。掌握H2(g)的超电势的计算。在电解过程中,能用计算的方法判断在两个电极上首先发生反应的物质。了解电解的一般过程及其 应用。了解金属腐蚀的类型,了解常用的防止金属腐蚀的方法。了解常用化学电源的基本原理、类型及目前的发展概况,特别是燃料电池的应用前景。

(十一)化学反应动力学基础

掌握宏观动力学中反应速率的表示法,基元反应,非基元反应,反应级数,反应分子数,速率常数等的基本概念。掌握简单级数的反应如零级、一级、二级的特 点,从实验数据利用各种方法判断反应级数,熟练地利用速率方程计算速率常数,半衰期等。掌握三种典型的复杂反应(对峙反应、平行反应和连续反应)的特点, 学会使用合理的近似的方法作一些简单的计算。掌握温度对反应速率的影响,特别是在平行反应中如何进行温度调控,以提高所需产物的产量。掌握 Arrhenius经验式的各种表示形式,掌握活化能的含义,它对反应速率的影响,以及活化能的求算方法。掌握链反应的特点,用稳态近似、平衡假设和速控 步等近似方法从复杂反应的机理推导出速率方程。

了解较常用的反应速率理论,碰撞理论和过渡态理论采用的模型,推导过程中引进的假定、计算速率常数的公式及理论的优缺点。用这两个理论计算简单反应的 速率常数,掌握活化能、阈能和活化焓等能量之间的关系。了解微观反应动力学的发展概况、常用的实验方法和该研究在理论上的意义。了解溶液反应的特点和溶剂 对反应的影响(原盐效应),会判断离子强度对不同反应速率的影响。了解扩散对反应的影响。了解较常用的测试快速反应的方法,学会用弛豫法来计算简单快速对 峙反应的两个速率常数。了解光化学反应的基本定律、光化学平衡与热化学平衡的区别以及这类反应的发展趋势和应用前景。了解催化反应特别是酶催化反应的特 点、催化剂改变反应速率的本质和常用催化剂的类型。了解自催化反应的特点和产生化学振荡的原因。

(十二)表面物理化学

明确表面吉布斯自由能、表面张力、接触角的概念,了解表面张力与温度的关系。

明确弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率半径的关系。会使用杨-拉普拉斯公式。

了解弯曲表面上的蒸气压与平面相比有何不同,熟练掌握定量应用开尔文公式,会用这个基本原理解释常见的表面现象。理解吉布斯吸附等温式的表示形式,各 项的物理意义,并能应用及作简单计算。了解表面活性剂的特点、作用及大致分类,它在表面上作定向排列及降低表面自由能的情况。了解液-液、液-固界面的铺 展与润湿情况。理解气-固表面的吸附本质及吸附等温线的主要类型,能解释简单的表面反应动力学。了解化学吸附与物理吸附的区别,了解影响固体吸附的主要因 素。了解化学吸附和多相催化反应的关系,了解气-固相表面催化反应速率的特点及反应机理。

(十三)胶体分散体系和大分子溶液

了解胶体分散体系的基本特性,憎液溶胶的胶粒结构、制备和净化常用的方法。掌握胶体分散体系在动力性质、光学性质及电学性质等方面的特点以及如何利用 这些特点对胶体进行粒度大小、带电情况等方面的研究并应用于实践。了解溶胶在稳定性方面的特点,掌握动电电位及电解质对溶胶稳定性的影响,会判断电解质聚 沉能力的大小。了解乳状液的种类、乳化剂的作用以及在工业和日常生活中的应用。了解凝胶的分类、形成及主要性质。了解大分子溶液与溶胶的异同点及大分子物 质平均摩尔质量的种类和测定方法。了解什么是唐南平衡,如何较准确地用渗透压法测定聚电解质的数均摩尔质量。了解牛顿流体和非牛顿流体的区别,了解粘弹性 流体的特点。了解纳米材料的制备和特性。

三主要参考书

《物理化学》(第五版),上、下册,傅献彩、沈文霞、姚天扬、侯文华编,高等教育出版社,2005年。书中以“*”号作记的,不作要求。

四说明

主要题型可能有:是非题、选择题、填空题、简答题、计算题、综合题等。

中国科学院大学硕士研究生入学考试

《普通物理(甲)》考试大纲

一考试科目基本要求及适用范围概述

本《普通物理(甲)》考试大纲适用于中国科学院大学理科类的硕士研究生入学考试。普通物理是大部分专业设定的一门重要基础理论课,要求考生对其中的基本概念有深入的理解,系统掌握物理学的基本定理和分析方法,具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

二考试形式

考试采用闭卷笔试形式,考试时间为180分钟,试卷满分150分。

试卷结构:单项选择题、简答题、计算题,其分值约为1:1:3

三考试内容

大学理科的《大学物理》或《普通物理》课程的基本内容,包含力学、电学、光学、原子物理、热学等。

四考试要求

(一)力学

1.质点运动学:

熟练掌握和灵活运用:矢径;参考系;运动方程;瞬时速度;瞬时加速度;切向加速度;法向加速度;圆周运动;运动的相对性。

2.质点动力学:

熟练掌握和灵活运用:惯性参照系;牛顿运动定律;功;功率;质点的动能;弹性势能;重力势能;保守力;功能原理;机械能守恒与转化定律;动量、冲量、动量定理;动量守恒定律。

3.刚体的转动:

熟练掌握和灵活运用:角速度矢量;质心;转动惯量;转动动能;转动定律;力矩;力矩的功;定轴转动中的转动动能定律;角动量和冲量矩;角动量定理;角动量守恒定律。

4.简谐振动和波:

熟练掌握和灵活运用:运动学特征(位移、速度、加速度,简谐振动过程中的振幅、角频率、频率、位相、初位相、相位差、同相和反相);动力学分析;振动 方程;旋转矢量表示法;谐振动的能量;谐振动的合成;波的产生与传播;面简谐波波动方程;波的能量、能流密度;波的叠加与干涉;驻波;多普勒效应。

5.狭义相对论基础:

理解并掌握:伽利略变换;经典力学的时空观;狭义相对论的相对性原理;光速不变原理;洛仑兹变换;同时性的相对性;狭义相对论的时空观;狭义相对论的动力学基础;相对论的质能守恒定律。

(二)电磁学

1.静电场:

熟练掌握和灵活运用:库仑定律,静电场的电场强度及电势,场强与电势的叠加原理。理解并掌握:高斯定理,环路定理,静电场中导体及电介质问题,电容、静电场能量。

2.稳恒电流的磁场:

熟练掌握和灵活运用:磁感应强度矢量,磁场的叠加原理,毕奥—萨伐尔定律及应用,磁场的高斯定理、安培环路定理及应用。理解并掌握:磁场对载流导体的作用,安培定律。运动电荷的磁场、洛仑兹力。了解:磁介质,介质的磁化问题。

3.电磁感应:

熟练掌握和灵活运用:法拉第电磁感应定律,楞次定律,动生电动势。理解并掌握:自感、互感、自感磁能,互感磁能,磁场能量。

4.直流与交流电路:

熟练掌握和灵活运用:基本概念和定义。理解并掌握:复杂交直流电路的解法。

5.电磁场理论与电磁波:

熟练掌握和灵活运用:位移电流,麦克斯韦方程组。理解并掌握:电磁波的产生与传播,电磁波的基本性质,电磁波的能流密度。了解:相关内容基本实验。

6.电磁学单位制:

熟练掌握:电磁学国际单位制。

(三)光学

1.光波场的描述:

能熟练写出各种光波的波函数;能正确理解并熟练表述光波的各种偏振状态。

2.光的干涉:

正确理解波的叠加原理和相干光的含义;理解各种典型干涉装置(杨氏实验、尖劈、牛顿环、迈克尔孙干涉仪、法布里-珀罗干涉仪、干涉滤光片)的工作原 理;能解释各种典型干涉装置产生的干涉图样的特点;能熟练计算各种装置干涉场中的光强分布;了解光的时空相干性及干涉条纹的可见度问题。

3.光的衍射:

正确理解产生光的衍射现象的机理;掌握处理衍射问题的基本原理和基尔霍夫衍射积分公式;能灵活运用衍射积分法、矢量图解法、半波带法、巴俾涅原理解释 几种典型装置(夫琅禾费单缝、圆孔衍射,夫琅禾费多缝衍射,夫琅禾费正弦光栅衍射,菲涅耳圆孔和圆屏衍射)的衍射现象;并能熟练求解类似装置衍射场中的光 强分布问题。成像仪器与光谱仪:一般了解放大镜、显微镜、望远镜的工作原理;了解光谱仪的分类和基本性能;主要掌握光栅和F-P干涉仪的分光性能;正确理 解光谱仪的角色散、色分辨本领和自由光谱区的含义,并能熟练运用于问题的求解中。

4.光的偏振:

掌握线偏振光的获得与检验;理解各种偏振光器件(偏振片、分光棱镜、波片)的工作原理;能熟练运用各种偏振光器件产生和检验偏振光;能熟练运用马吕公 式求解问题;能计算偏振光干涉中的光强分布问题;了解反射和折射光的偏振;了解光在各向异性介质中的传播:能正确描述和解释双折射现象。

(四)原子物理

1.原子的量子态与精细结构:

理解并掌握:α粒子散射实验和卢瑟福原子模型。熟练掌握和灵活运用:氢原子和类氢离子的光谱,玻尔的氢原子理论,夫兰克-赫兹实验与原子能级,玻尔模 型的推广(量子化通则),原子的激发和辐射,对应原理和玻尔理论的地位,原子中电子轨道运动的磁矩,史特恩-盖拉赫实验,电子自旋的假设,碱金属原子的光 谱,原子实的极化和轨道贯穿,碱金属原子光谱的精细结构,电子自旋同轨道运动的相互作用,单电子辐射跃迁的选择定则,氢原子光谱的精细结构。

2.多电子原子:

熟练掌握和灵活运用:氦及周期系第二族元素的光谱和能级,具有两个价电子的原子态,泡利原理与同科电子,辐射跃迁的普用选择定则;元素性质的周期性变化,原子的电子壳层结构,原子基态的电子组态。

3.在磁场中原子:

熟练掌握和灵活运用:原子的磁矩,外磁场对原子的作用,塞曼效应。

4.X射线:

了解:X射线的产生及其波性,X射线产生的机制,X射线的吸收,康普顿效应,X射线在晶体中的衍射。

5.分子结构和分子光谱:

了解:分子的形成,分子能级和分子光谱,双原子分子光谱。

6.原子核:

了解:原子核的基本知识。

(五)热学

1.气体分子运动论:

理解并掌握:理想气体状态方程,理想气体的压强公式,麦克斯韦速率分布律,玻耳兹曼分布律,能量按自由度均分定理,气体的输运过程。

2.热力学:

理解并掌握:热力学第一定律,热力学第一定律的应用,循环过程、卡诺循环,热力学第二定律;了解:低温物理现象。

五主要参考教材:

全国重点大学理科类普通物理教材

中国科学院大学硕士研究生入学考试

《量子力学》考试大纲

本《量子力学》考试大纲适用于中国科学院大学物理学相关各专业(包括理论与实验类)硕士研究生的入学考试。本科目考试的重点是要求熟练掌握波函数的物 理解释,薛定谔方程的建立、基本性质和精确的以及一些重要的近似求解方法,理解这些解的物理意义,熟悉其实际的应用。掌握量子力学中一些特殊的现象和问题 的处理方法,包括力学量的算符表示、对易关系、不确定度关系、态和力学量的表象、电子的自旋、粒子的全同性、泡利原理、量子跃迁及光的发射与吸收的半经典 处理方法等,并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

一考试内容:

(一)波函数和薛定谔方程

波粒二象性,量子现象的实验证实。波函数及其统计解释,薛定谔方程,连续性方程,波包的演化,薛定谔方程的定态解,态叠加原理。

(二)一维势场中的粒子

一维势场中粒子能量本征态的一般性质,一维方势阱的束缚态,方势垒的穿透,方势阱中的反射、透射与共振,δ--函数和δ-势阱中的束缚态,一维简谐振子。

(三)力学量用算符表示

坐标及坐标函数的平均值,动量算符及动量值的分布概率,算符的运算规则及其一般性质,厄米算符的本征值与本征函数,共同本征函数,不确定度关系,角动量算符。连续本征函数的归一化,力学量的完全集。力学量平均值随时间的演化,量子力学的守恒量。

(四)中心力场

两体问题化为单体问题,球对称势和径向方程,自由粒子和球形方势阱,三维各向同性谐振子,氢原子及类氢离子。

(五)量子力学的矩阵表示与表象变换

态和算符的矩阵表示,表象变换,狄拉克符号,谢振子的占有数表象。

(六)自旋

电子自旋态与自旋算符,总角动量的本征态,碱金属原子光谱的双线结构与反常塞曼效应,电磁场中的薛定谔方程,自旋单态与三重态,光谱线的精细和超精细结构,自旋纠缠态。

(七)定态问题的近似方法

定态非简并微扰轮,定态简并微扰轮,变分法。

(八)量子跃迁

量子态随时间的演化,突发微扰与绝热微扰,周期微扰和有限时间内的常微扰,光的吸收与辐射的半经典理论。

(九)多体问题

全同粒子系统,氦原子,氢分子。

二考试要求:

(一)波函数和薛定谔方程

1.了解波粒二象性假设的物理意义及其主要实验事实,

2.熟练掌握波函数的标准化条件:有限性、连续性和单值性。深入理解波函数的概率解释。

3.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.

4.熟练掌握薛定谔方程的建立过程。深入了解定态薛定谔方程,定态与非定态波函数的意义及相互关系。了解连续性方程的推导及其物理意义。

(二)一维势场中的粒子

1.熟练掌握一维薛定谔方程边界条件的确定和处理方法。

2.熟练掌握一维无限深方势阱的求解方法及其物理讨论,掌握一维有限深方势阱束缚态问题的求解方法。

3.熟练掌握势垒贯穿的求解方法及隧道效应的解释。掌握一维有限深方势阱的反射、透射的处理方法及共振现象的发生。

4.熟练掌握一维谐振子的能谱及其定态波函数的一般特点及其应用。

5.了解δ--函数势的处理方法。

(三)力学量用算符表示

1.掌握算符的本征值和本征方程的基本概念。

2.熟练掌握厄米算符的基本性质及相关的定理。

3.熟练掌握坐标算符、动量算符以及角动量算符,包括定义式、相关的对易关系及本征值和本征函数。

4.熟练掌握力学量取值的概率及平均值的计算方法.理解两个力学量同时具有确定值

的条件和共同本征函数。

5.熟练掌握不确定度关系的形式、物理意义及其一些简单的应用。

6.理解力学量平均值随时间变化的规律。掌握如何根据哈密顿算符来判断该体系的守恒量。

(四)中心力场

1.熟练掌握两体问题化为单体问题及分离变量法求解三维库仑势问题。

2.熟练掌握氢原子和类氢离子的能谱及基态波函数以及相关的物理量的计算。

3.了解球形无穷深方势阱及三维各向同性谐振子的基本处理方法。

(五)量子力学的矩阵表示与表象变换

1.理解力学量所对应的算符在具体表象的矩阵表示。

2.了解表象之间幺正变换的意义和基本性质。

3.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.

4.了解狄拉克符号的意义及基本应用。

5.熟练掌握一维简谐振子的代数解法和占有数表象。

(六).自旋

1.了解斯特恩—盖拉赫实验.电子自旋回转磁比率与轨道回转磁比率。

2.熟练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、概率和平均值等的计算以及其本征值方程和本征矢的求解方法。

3.了解电磁场中的薛定谔方程和简单塞曼效应的物理机制。

4.了解自旋-轨道藕合的概念、总角动量本征态的求解及碱金属原子光谱的精细和超精细结构。

5。熟练掌握自旋单态与三重态求解方法及物理意义,了解自旋纠缠态概念。

(七)定态问题的近似方法

1.了解定态微扰论的适用范围和条件,

2.掌握非简并的定态微扰论中波函数一级修正和能级一级、二级修正的计算.

3.掌握简并微扰论零级波函数的确定和一级能量修正的计算.

4.掌握变分法的基本应用。

(八)量子跃迁

1.了解量子态随时间演化的基本处理方法。掌握量子跃迁的基本概念。

2.了解突发微扰、绝热微扰及周期微扰和有限时间内的常微扰的跃迁概率计算方法。

3.了解光的吸收与辐射的半经典理论,特别是选择定则的定义及其作用。

4.了解氢原子一级斯塔克效应及其解释。

(九)多体问题

1.了解量子力学全同性原理及其对于多体系统波函数的限制。

2.了解费米子和波色子的基本性质和泡利原理。

3.了解氦原子及氢分子的基本近似求解方法以及解的物理讨论。

三主要参考书目:

《量子力学教程》曾谨言著(科学出版社2003年第1版)。

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