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2015年中国科学院大学082701核能科学与工程考研大纲

考研时间: 2014-11-19 来源:查字典考研网

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中国科学院大学硕士研究生入学考试

806《普通物理(乙)》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(乙)》考试大纲适用于中国科学院大学工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:

大学工科类专业的《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;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。

(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,基本实验。

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。

6.电磁学单位制:

理解:电磁学国际单位制。

(三)光学

1.光波场的描述:

能写出各种光波的波函数;能正确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;了解上述装置干涉场中的光强分布。

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;能灵活运用半波带法解释几种典型装置(夫琅禾费单缝、圆孔衍射,夫琅禾费多缝衍射,菲涅耳圆孔和圆屏衍射)的衍射现象;了解上述装置衍射场中的光强分布问题。

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、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;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,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。

(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: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:

全国重点大学工科类普通物理教材

中国科学院大学硕士研究生入学考试

《电动力学》考试大纲

本电动力学考试大纲适用于中国科学院大学物理类的硕士研究生入学考试。电动力学是物理类各专业的一门重要基础理论课,本科目的考试内容包括电磁现象的 普遍规律、静电场和稳恒电流磁场、电磁波的传播和辐射、狭义相对论及带电粒子与电磁场的相互作用等五大部分。要求考生能掌握电磁现象的基本规律以及分析、 处理基本问题的能力,加深对电磁场性质和时空概念的理解。

一、考试内容

(一)电磁现象的普遍规律:

麦克斯韦方程组,介质的电磁性质,电磁场边值关系,电磁场的能量和能流

(二)静电场和稳恒电流磁场

静电场的标势及其微分方程,静磁场的矢势及其微分方程,磁标势,泊松方程和拉普拉斯方程,分离变量法,镜象法,格林函数法,电多极矩和磁多极矩

(三)电磁波的传播:

平面电磁波,电磁波在绝缘介质和导电介质中的传播,界面上电磁波的反射和折射,波导和谐振腔

(四)电磁波的辐射:

电磁场的矢势和标势,推迟势,电偶极辐射,电四极辐射和磁偶极辐射,天线辐射,电

磁波的衍射,电磁场的动量和辐射压力

(五)狭义相对论:

狭义相对论的基本原理,相对论的时空理论及四维形式,电动力学的相对论不变性,相对论力学

(六)带电粒子与电磁场的相互作用:

运动带电粒子的势和辐射电磁场,高速运动带电粒子的辐射,切伦柯夫辐射,电磁波的散射和吸收,介质的色散

二、考试要求

(一)电磁现象的普遍规律:

1.理解并掌握的电磁现象的普遍规律

2.了解电磁现象的实验定律,深入理解和掌握由此总结出的麦克斯韦方程组

3.熟练掌握介质的电磁性质,电磁场边值关系,电磁场的能量和能流

(二)静电场和稳恒电流磁场

1.理解并掌握唯一性定理

2.理解并掌握静电场的标势及其微分方程,静磁场的矢势及其微分方程,磁标势,泊松方

程和拉普拉斯方程

3.熟练掌握分离变量、镜象法、格林函数法、电多极矩和磁多极矩等方法,能分析和处静电场和稳恒电流磁场的一些基本问题

4.理解超导体的电磁性质

(三)电磁波的传播:

1.深入理解并掌握平面电磁波在无界空间传播的主要特点

2.熟练掌握和理解电磁波在介质(包括绝缘介质和导电介质)中传播的主要特点以及在介质界面上反射和折射的主要特点

3.熟练掌握电磁波在波导、谐振腔等有界空间传播时的边值问题的解法

4.了解高斯光束和等离子体的基本电磁现象

(四)电磁波的辐射:

1.理解势的规范变换和物理量的规范不变性

2.深入理解并掌握电磁场的矢势和标势、推迟势

3.熟练掌握电偶极辐射、电四极辐射和磁偶极辐射等方法,能分析和处理电磁波辐射的一些基本问题

4.了解天线辐射、电磁波衍射

5.深入理解电磁场的动量和辐射压力

(五)狭义相对论:

深入理解并掌握狭义相对论的基本原理、相对论的时空理论及四维形式。了解电动力学的相对论不变性,了解相对论力学

三、主要参考书目

郭硕鸿著,《电动力学》,高等教育出版社,北京,1997年第二版。

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)。

中国科学院大学硕士研究生入学考试

《计算机原理》考试大纲

本《计算机原理》考试大纲适用于中国科学院大学非计算机科学与技术一级学科下各专业的硕士研究生入学考试。计算机原理是计算机科学与技术及相关学科的 重要基础,主要内容包括数据结构和计算机组成原理两大部分。要求考生对计算机科学与技术及相关学科的基本概念有较深入、系统的理解,掌握各种数据结构的定 义和实现算法,掌握计算机组成原理所涉及的关键内容,并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

一考试形式

闭卷,笔试,考试时间180分钟,总分150分。

二试卷结构

常见的计算机组成原理、数据结构题型,如:概念题(填空、选择、简答),应用题(计算、画图、分析)等。

三考试内容

(一)数据结构(50%)

1、绪论

(1)数据结构的基本概念,数据的逻辑结构、存储结构。

(2)算法的定义、算法的基本特性以及算法分析的基本概念。

2、线性表

(1)线性关系、线性表的定义,线性表的基本操作。

(2)线性表的顺序存储结构与链式存储结构(包括单链表、循环链表和双向链表)的构造原理。在以上两种存储结构上对线性表实施的最主要的操作(包括三种链表的建立、插入和删除、检索等)的算法设计。

3、堆栈与队列

(1)堆栈与队列的基本概念、基本操作。

(2)堆栈与队列的顺序存储结构与链式存储结构的构造原理。

(3)在不同存储结构的基础上对堆栈与队列实施插入与删除等基本操作对应的算法设计。

4、串

(1)串的基本概念、串的基本操作和存储结构。

(2)串的模式匹配算法和改进的KMP算法

5、数组和广义表

(1)数组的概念、多维数组的实现

(2)对称矩阵和稀疏矩阵的压缩存储

(3)广义表的基本概念

6、树与二叉树

(1)树的定义和性质

(2)二叉树的概念、性质和实现

(3)遍历二叉树和线索二叉树

(4)树和森林

(5)赫夫曼树及其应用

(6)树的计数

7、图

(1)图的定义,基本概念,图的分类,常用名词术语。

(2)图的邻接矩阵存储方法、邻接表存储方法的构造原理。

(3)图的遍历操作。

(4)最小生成树,最短路径,AOV网与拓扑排序。

8、文件及查找

(1)数据文件的基本概念和基本术语,数据文件的基本操作。

(2)顺序文件、索引文件、散列(Hash)文件。

(3)顺序文件的顺序查找方法、排序连续顺序文件的折半查找方法以及其他文件的基本查找方法。

9、内排序

(1)排序的基本概念,排序方法的分类。

(2)插入排序法(含折半插入排序法)、选择排序法、泡排序法、快速排序法、堆排序法、归并排序、基数排序。各种排序方法排序的原理、规律和特点,各种排序算法的时空复杂度简单分析。

(二)计算机组成原理(50%)

1、计算机系统概论

(1)计算机的分类

(2)计算机的硬件

(3)计算机的软件

(4)计算机系统的层次结构

2、运算方法和运算器

(1)数据与文字的表示方法

(2)定点加法、减法运算

(3)定点乘法运算

(4)定点除法运算

(5)定点运算器的组成

(6)浮点运算方法和浮点运算器

3、存储系统

(1)存储器概述

(2)随机读写存储器

(3)只读存储器和闪速存储器

(4)高速存储器

(5)cache存储器

(6)虚拟存储器

4、指令系统

(1)指令系统的发展与性能要求

(2)指令格式

(3)操作数类型

(4)指令和数据的寻址方式

(5)典型指令

5、中央处理器

(1)CPU的功能和组成

(2)指令周期

(3)时序产生器和控制方式

(4)微程序控制器

(5)微程序设计技术

(6)硬布线控制器

(7)流水CPU

(8)RISCCPU

6、总线系统

(1)总线的概念和结构形态

(2)总线接口

(3)总线的仲裁定时和数据传送模式

(4)HOST总线和PCI总线

(5)InfiniBand标准

7、外围设备

(1)外围设备概述

(2)磁盘存储设备及其技术发展

(3)磁带存储设备

(4)光盘和磁光盘存储设备

(5)显示设备

(6)输入设备和打印设备

8、输入输出系统

(1)外围设备的速度分级与信息交换方式

(2)程序查询方式

(3)程序中断方式

(4)DMA方式

(5)通道方式

四考试要求

(一)数据结构

1、掌握有关数据结构的基本概念,包括数据的逻辑结构、存储结构。

2、掌握算法的基本概念以及算法分析的基本方法。

3、熟练掌握线性表的基本概念,在两种存储结构下的构造原理及相应的操作。

4、熟练掌握堆栈和队列的基本概念与特征以及在两种存储结构下如何对堆栈和队列进行插入和删除等操作,具备使用堆栈与队列解决实际问题的能力。

5、熟练掌握串的基本概念以及串的存储结构和相关的算法。

6、掌握数组、广义表和稀疏矩阵的基本概念以及基本操作。

7、掌握树型结构的逻辑特征以及各种存储结构的构造原理,能够灵活运用基于树的三种遍历方法。

8、掌握二叉排序树的逻辑特征、建立过程,具备灵活运用二叉树解决实际问题的能力。

9、了解图的逻辑结构的特点以及常用的两种存储方法,了解最小生成树(Prim算法和Kruskal算法)、最短路径、拓扑排序的具体求解过程。

10、掌握各种顺序文件的结构与相应的查找方法以及各种查找算法之间时空效率的差异。

了解散列文件的建立、散列函数的选择(构造)原则、处理散列冲突的方法以及基于散列的查找。

11、熟练掌握各种排序方法的排序特点和排序过程,能够对每一种排序方法在时间、空间、排序的稳定性等方面进行简单分析。

(二)计算机组成原理

1、掌握计算机的层次结构及软硬件组成等概念。

2、掌握计算机中数据的格式、机器数的表示方法和特点,熟练掌握定点加减的运算方法和特点,掌握浮点运算方法和特点。

3、掌握存储系统的分类、分级结构与主存储器的技术指标,了解SRAM、DRAM、EPROM、闪速存储器、相联存储器的工作原理,掌握Cache存储器、虚拟存储器的功能和基本工作原理。

4、熟练掌握指令格式、指令和数据的寻址方式,理解RISC和CISC的特点。

5、掌握CPU的功能、基本组成和各个部分的工作流程,了解微程序控制器的基本工作原理,了解微程序控制技术和硬布线控制技术,了解流水CPU的工作原理及特点。

6、掌握总线系统的基本概念和基本技术以及总线仲裁方式的基本工作原来和特点,了解PCI总线的特点。

7、理解显示设备、打印设备、硬盘的工作原理和特点,能够计算一些常用的技术指标。

8、了解外围设备的定时方式、信息交换方式的工作原理和特点,理解程序查询方式、中断方式和DMA方式原理,了解通道方式。

五主要参考书目

1、数据结构(C语言版).严蔚敏,吴伟民编著,北京:清华大学出版社,2007年。

2、计算机组成原理(第四版).白中英等编著,科学出版社,2007年。

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