湖南師范大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試自命題考試大綱

考試科目代碼：[843] 考試科目名稱：普通物理（電、光、原）

一、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

1)試卷成績及考試時間

本試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘。

2)答題方式

答題方式為閉卷、筆試。

3)試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu)

各部分內(nèi)容所占分值為：

電磁學(xué) 約70分

光學(xué) 約50分

原子物理學(xué) 約30分

4)題型結(jié)構(gòu)

填空題： 10小題，每小題2分，共20分

填空題： 15小題，每小題4分，共60分

簡答題： 4小題，每小題5分，共20分

計算題： 5小題，每小題 10分，共50分

二、考試內(nèi)容與考試要求

（一）電磁學(xué)部分

1、靜電場

考試內(nèi)容

靜電場的基本規(guī)律：電荷 庫侖定律 靜電場 高斯定理 電場線 電勢

有導(dǎo)體時的靜電場：靜電場中的導(dǎo)體 封閉金屬殼內(nèi)外的場 電容器及其電容 帶電體系的靜電能

靜電場中的電介質(zhì)：電偶極子 電介質(zhì)的極化 極化電荷 有電介質(zhì)時的高斯定理 有電介質(zhì)時的靜電場方程 電場的能量

考試要求

（1）了解兩種電荷及其相互作用、電荷守恒定律；

（2）理解和掌握庫侖定律的適用條件和應(yīng)用范圍、它的矢量形式及其疊加原理；

（3）掌握電場、電場強度的概念及場的疊加原理，掌握電通量的概念和計算，理解高斯定理的內(nèi)涵及其應(yīng)用，熟練掌握計算電場強度的方法；

（4）理解靜電場力做功的性質(zhì)，掌握靜電場的環(huán)路定理、電勢差和電勢概念；

（5）了解電場線的性質(zhì)及其應(yīng)用、等勢面及電勢與場強的微分關(guān)系；

（6）掌握導(dǎo)體靜電平衡的條件及平衡時導(dǎo)體的性質(zhì)，掌握導(dǎo)體靜電平衡時的討論方法；

（7）掌握封閉導(dǎo)體殼內(nèi)、外的電場的特點，理解靜電屏蔽的原理及應(yīng)用；

（8）理解和掌握電容器的概念及電容的計算，掌握電容器聯(lián)接的基本方法及計算，掌握處理導(dǎo)體平板組合問題的基本方法；

（9）掌握帶電體系的靜電能的概念和帶電導(dǎo)體、電容器的靜電能的計算；

（10）理解電偶極子概念，掌握電偶極子激發(fā)的電場及外電場對電偶極子的作用；

（11）掌握電偶極模型下的兩種電介質(zhì)分子及其在外電場中的位移極化和取向極化這兩種極化方式、極化強度的概念以及極化強度與場強的關(guān)系；

（12）理解極化電荷與極化強度的定量關(guān)系及極化電荷面密度與極化強度的關(guān)系，了解極化電荷體密度與極化強度的關(guān)系；

（13）掌握電位移的概念，熟練掌握有介質(zhì)時的高斯定理及其應(yīng)用；

(14)理解有介質(zhì)時的靜電場方程；掌握電場能量密度的概念和電場能量的計算。

2、直流電路

考試內(nèi)容

穩(wěn)恒電流和電路：恒定電流 直流電路 歐姆定律和焦耳定律 電源和電動勢 基爾霍夫方程組

考試要求

（1）掌握電流、電流強度和電流密度的概念，理解連續(xù)性方程、恒定電流和恒定電場概念；

（2）理解電路的基本構(gòu)成和直流電路的特點；

（3）掌握歐姆定律及其微分形式，掌握各種形狀導(dǎo)體的電阻計算，理解焦耳定律及其微分形式，了解經(jīng)典金屬電子論；

（4）掌握電源的非靜電力、電動勢、內(nèi)阻和端電壓的概念，掌握一段含源電路的歐姆定律，理解直流電路的能量轉(zhuǎn)換，了解導(dǎo)線表面的電荷分布；

（5）熟練掌握基爾霍夫第一、第二方程組及其應(yīng)用。

3、恒定磁場

考試內(nèi)容

恒定電流的磁場：磁現(xiàn)象及其與電現(xiàn)象的聯(lián)系 畢奧-薩伐爾定律 磁場的高斯定理 安培環(huán)路定理 帶電粒子在電磁場中的運動 磁場對載流導(dǎo)體的作用

磁介質(zhì)：磁介質(zhì)存在時靜磁場的基本規(guī)律 順磁性與抗磁性 鐵磁性與鐵磁質(zhì) 磁場的能量

考試要求

（1）了解磁性、磁極及其相互作用和電流的磁效應(yīng)等現(xiàn)象；

（2）熟練掌握畢奧-薩伐爾定律及其應(yīng)用，掌握磁感應(yīng)強度的概念，了解運動電荷的磁場；

（3）掌握磁通量的概念和計算，理解磁感應(yīng)線及其性質(zhì)，了解磁場的高斯定理；

（4）熟練掌握安培環(huán)路定理及其應(yīng)用，理解磁場的性質(zhì)；

（5）掌握帶電粒子在磁場中的運動的一般規(guī)律，理解霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用，了解回旋加速器、湯姆孫實驗等的簡單原理；

（6）掌握安培力公式、任意平面閉合電流的磁矩及其在外磁場中的磁力矩的概念；

（7）熟練掌握磁場強度的概念和有磁介質(zhì)時的環(huán)路定理，理解磁介質(zhì)的磁化規(guī)律，了解靜磁場與靜電場方程的對比；

（8）理解順磁性和抗磁性的特點；了解鐵磁質(zhì)的磁化性能、鐵磁質(zhì)的分類和應(yīng)用以及鐵磁性的起因；

（9）掌握磁場能量密度和磁場能量的概念。

4、時變電磁場

考試內(nèi)容

電磁感應(yīng)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律 動生電動勢 感生電動勢和感生電場 自感和互感 磁能

電磁場和電磁波：位移電流與麥克斯韋方程組 平面電磁波 電磁場的能量密度和能流密度

考試要求

（1）理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，掌握法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律；

（2）熟練掌握動生電動勢的計算，理解動生電動勢與洛倫茲力的內(nèi)在聯(lián)系，了解交流發(fā)電機的原理；

（3）掌握感生電動勢與感生電場概念，掌握感生電場的性質(zhì)及計算感生電場和感生電動勢的方法，了解電子感應(yīng)加速器的工作原理；

（4）掌握自感電動勢和自感系數(shù)的概念及其計算，掌握互感電動勢和互感系數(shù)的概念及其計算；

（5）掌握自感線圈的磁能概念，了解互感線圈的磁能概念；

（6）掌握位移電流、位移電流密度的概念，掌握麥克斯韋方程組的積分形式；

（7）了解平面電磁波的性質(zhì)和能流密度的概念。

（二）光學(xué)

1、光的干涉

考試內(nèi)容

光波的特性 光波的獨立性、疊加性 光波的相干性和非相干性

分波面雙光束干涉 楊氏雙縫干涉 相位 光程差 單色光的干涉花樣 干涉級次 條紋間距 條紋的可見度 光波的相干條件 半波損失

分振幅薄膜干涉 額外程差 等傾干涉的原理及其干涉花樣 等厚干涉的原理及其干涉花樣 薄膜干涉的應(yīng)用

邁克耳孫干涉儀 原理 干涉花樣 應(yīng)用

牛頓環(huán) 原理 干涉花樣 應(yīng)用

考試要求

（1）了解光波的獨立性、疊加性，光波的相干性和非相干性。

（2）理解和掌握光波的相干條件、半波損失和額外程差的概念

（3）理解楊氏雙縫干涉原理，理解相位和光程差的概念及其之間的關(guān)系，掌握條紋間距的計算公式

（4）理解薄膜干涉（等傾和等厚干涉）的原理及其干涉花樣，掌握光程差的計算公式。

（5）了解薄膜干涉的一些應(yīng)用。

（6）理解邁克耳孫干涉儀的原理，掌握其應(yīng)用公式（光程差改變量的計算公式）。

（7）了解牛頓環(huán)的原理和干涉花樣。

2、光的衍射

考試內(nèi)容

光波的惠更斯—菲涅爾原理 菲涅爾衍射 菲涅爾半波帶 圓孔和圓屏衍射 直線傳播和衍射的區(qū)別 夫瑯和費單縫衍射和圓孔衍射 單縫衍射花樣和極小位置 圓孔衍射的第一極小位置 平面衍射光柵 光柵方程 缺級 光柵光譜 干涉和衍射的聯(lián)系和區(qū)別

考試要求

（1）理解惠更斯—菲涅爾原理，了解菲涅爾衍射，了解菲涅爾半波帶。

（2）掌握圓孔衍射中波帶數(shù)的計算公式。

（3）理解直線傳播和衍射的區(qū)別，理解干涉和衍射的聯(lián)系和區(qū)別。

（4）掌握單縫衍射的極小位置公式，掌握圓孔衍射的第一極小位置公式。

（5）掌握光柵方程、缺級，利用光柵方程求白光入射的衍射花樣中不同波長對應(yīng)的位置，或屏上的全部條紋數(shù)目。

3、光的偏振

考試內(nèi)容

光的五種偏振狀態(tài) 自然光 線偏振光 部分偏振光 橢圓偏振光 圓偏振光 偏振片 馬呂斯定律 消光現(xiàn)象

反射光的偏振態(tài) 折射光的偏振態(tài) 布儒斯特定律 布儒斯特角（全偏角）

光的雙折射現(xiàn)象 尋常光（o光）和非常光（e光） 光軸 單軸晶體 主平面（主截面） o光和e光的特性 正晶（石英） 負晶（方解石） 兩個主折射率 波晶片 半波片 四分之一波片

偏振光的檢定 偏振光的干涉 顯色偏振

考試要求

（1）了解橢圓偏振光和圓偏振光，理解自然光、線偏振光以及部分偏振光之間的關(guān)系。

（2）掌握并能熟練運用馬呂斯定律和布儒斯特定律。

（3）理解光軸、主截面的概念，理解o光和e光的特性，理解兩個主折射率，掌握偏振圖（光的振動分解圖）的畫法。

（4）理解偏振片、半波片和四分之一波片的特點，掌握線偏振光的檢定，了解其他偏振光的檢定。

（5）理解偏振光的干涉，了解顯色偏振。

（三）原子物理學(xué)

1、原子結(jié)構(gòu)、原子的能級和輻射

考試內(nèi)容

原子的基本狀況 原子的質(zhì)量 一個原子質(zhì)量單位 原子的大小 盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型 粒子散射實驗 大角散射

氫原子光譜 里德堡方程 賴曼系 巴爾末系 氫原子玻爾理論 玻爾理論的三個假設(shè) 氫原子第一軌道半徑 氫原子基態(tài)能 類氫離子光譜 里德堡常數(shù)的修正 夫蘭克—赫茲實驗 索末菲的氫原子橢圓軌道理論 原子空間取向量子化 玻爾的對應(yīng)原理

考試要求

（1）了解原子的質(zhì)量，掌握一個原子質(zhì)量單位，了解原子的大小，理解盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型，了解 粒子散射實驗、大角散射。

（2）理解氫原子光譜的里德堡方程，掌握賴曼系和巴爾末系的光譜公式，并能用公式求光波長。

（3）理解玻爾的三個假設(shè)，掌握氫原子激發(fā)能、電離能的計算方法，會畫能級圖。

（4）理解類氫離子的光譜方程，掌握里德堡常數(shù)的修正公式。

（5）了解夫蘭克—赫茲實驗，了解索末菲的氫原子橢圓軌道理論，了解原子空間取向量子化的概念，了解玻爾的對應(yīng)原理。

2、堿金屬原子、多電子原子

考試內(nèi)容

堿金屬原子光譜 主線系 第一、第二輔線系 電子態(tài)（nl） 主量子數(shù)n 軌道角量子數(shù)l 原子實極化和軌道貫穿 堿金屬原子光譜的精細結(jié)構(gòu) 電子自旋量子數(shù)s 電子的自旋角動量及對外場的投影 電子的自旋磁矩及對外場的投影 電子的軌道角動量及對外場的投影 電子的軌道磁矩及對外場的投影 電子自旋角動量與軌道角動量的耦合 電子自旋與軌道運動的相互作用及由此產(chǎn)生的附加能 雙重能級結(jié)構(gòu) 堿金屬及氫原子的原子態(tài)符號 總角量子數(shù)j 單電子能級躍遷的選擇定則

多電子原子 氦原子及第二族元素的單重能級與三重能級 兩個角動量耦合的普遍規(guī)則 L-S耦合模型及其適用范圍 洪德定則 J-J耦合模型及其適用范圍 同科電子 泡利不相容原理 能級躍遷的選擇定則

考試要求

（1）了解堿金屬原子光譜的主線系，第一、第二輔線系，理解原子實極化和軌道貫穿，掌握主量子數(shù)n、軌道角量子數(shù)l、電子自旋量子數(shù)s、總角量子數(shù)j，了解堿金屬原子光譜的精細結(jié)構(gòu)。

（2）掌握電子的自旋、軌道角動量及對外場的投影，掌握電子的自旋、軌道磁矩及對外場的投影，掌握堿金屬及氫原子的原子態(tài)符號寫法。會畫相應(yīng)的能級圖。

（3）了解電子自旋與軌道運動的相互作用及由此產(chǎn)生的附加能，了解單電子能級躍遷的選擇定則。

（4）理解氦原子及第二族元素的單重能級與三重能級氦原子及第二族元素的單重能級與三重能級，掌握個角動量耦合的普遍規(guī)則，掌握L-S耦合模型并能求出電子組態(tài)的原子態(tài)，理解洪德定則 了解J-J耦合模型及其適用范圍 會畫相應(yīng)的能級圖。

（5）理解泡利不相容原理和同科電子，理解多電子原子能級躍遷的選擇定則。

3、塞曼效應(yīng)

考試內(nèi)容

電子的自旋磁矩和軌道磁矩 原子的有效磁矩與總角動量之間的關(guān)系 朗德因子g 磁場對原子的影響 拉莫爾進動 史特恩—蓋拉赫實驗 順磁原子 順磁共振 原子能級在磁場中的分裂 塞曼效應(yīng)（譜線在磁場中分裂的現(xiàn)象） 正常、反常塞曼效應(yīng) 塞曼譜線的計算（新譜線與原譜線波數(shù)差的計算） 順磁性 抗磁性 抗磁原子　

考試要求

（1）理解電子的自旋磁矩和軌道磁矩，理解原子的有效磁矩與總角動量之間的關(guān)系，掌握有效磁矩的計算公式，掌握朗德因子的計算公式。

（2）了解拉莫爾進動，了解史特恩—蓋拉赫實驗，了解順磁共振。

（3）理解原子能級在磁場中的分裂，掌握附加能 計算公式，利用格羅春圖計算波數(shù)差。

（4）了解順磁性、抗磁性、順磁原子和抗磁原子。

4、原子的殼層結(jié)構(gòu)

考試內(nèi)容

元素周期表 原子的電子殼層結(jié)構(gòu) 描述電子的四個量子數(shù) 主殼層和次殼層能容納的電子數(shù)目 原子基態(tài) 能量最低原理

　考試要求

（1）了解元素周期表，理解原子的電子殼層結(jié)構(gòu)，掌握描述電子的四個量子數(shù)。

（2）掌握主殼層和次殼層能容納的電子數(shù)目，了解用能量最低原理和泡利原理確定原子基態(tài)的方法。

5、X射線

考試內(nèi)容

X射線的產(chǎn)生 X射線波長的測量（布喇格方程） X射線的發(fā)射譜 連續(xù)譜和標識譜 連續(xù)譜的產(chǎn)生機制 短波限的量子解釋 標識譜的產(chǎn)生機制 標識譜與光學(xué)光譜的比較 X射線的吸收和散射 康普頓散射及其量子解釋

考試要求

（1）了解多X射線的產(chǎn)生裝置，掌握布喇格方程。

（2）了解X射線的發(fā)射譜，理解連續(xù)譜的產(chǎn)生機制，理解短波限的量子解釋，掌握短波限的計算。

（3）理解標識譜的產(chǎn)生機制，掌握標識譜與光學(xué)光譜的比較。

（4）了解X射線的吸收，理解康普頓散射及其量子解釋。

6、原子核

考試內(nèi)容

原子核的基本知識（電量、大小、組成、密度） 結(jié)合能 平均結(jié)合能 原子核的放射衰變 放射性強度 衰變 衰變 衰變 核力的性質(zhì) 核反應(yīng) 核反應(yīng)能 核裂變 核聚變

考試要求

（1）掌握原子核的一些基本知識（電量、大小、組成、密度）

（2）理解結(jié)合能和平均結(jié)合能的概念，掌握結(jié)合能和平均結(jié)合能的計算公式。

（3）理解原子核放射衰變的概念，了解放射性強度的概念，了解 衰變、 衰變和 衰變的現(xiàn)象，掌握放射衰變的指數(shù)衰變公式，理解半衰期和衰變常數(shù)的關(guān)系。

（4）理解核力的性質(zhì)。

（5）理解核反應(yīng)方程，理解核反應(yīng)過程中需滿足的一些守恒定律，理解核反應(yīng)能的定義，掌握核反應(yīng)能的計算方法。

（6）了解核裂變和核聚變。

三、參考書目

[1] 梁燦彬等.電磁學(xué)（第二版）. 高等教育出版社，2004.

[2] 姚啟均. 光學(xué)（第四版）. 高等教育出版社，2012.

[3] 諸圣麟. 原子物理學(xué). 高等教育出版社，2012.

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