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長(zhǎng)沙理工大學(xué)2019考研大綱：863材料物理基礎(chǔ)
科目代碼：863 科目名稱(chēng)：材料物理基礎(chǔ)
一、 考試要求
(一)力學(xué)
(1)掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)變化的物理量(位矢、位移、速度、加速度、角速度和加速度等)，能計(jì)算質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度、加速度，及作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度、角加速度、切向加速度和方向加速度;
(2)掌握牛頓運(yùn)動(dòng)三大定律及其適用范圍，能處理簡(jiǎn)單質(zhì)點(diǎn)在一維變力作用下的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題;
(3)掌握功的基本概念，能計(jì)算直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)情況下變力做功。理解保守力作功的特點(diǎn)及勢(shì)能的概念，會(huì)計(jì)算重力、彈性力和萬(wàn)有引力勢(shì)能。
(4)掌握質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理和動(dòng)量定理，理解角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒定律，并能用它們處理簡(jiǎn)單力學(xué)問(wèn)題。掌握機(jī)械能守恒和動(dòng)能守恒定律，能分析簡(jiǎn)單系統(tǒng)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的力學(xué)問(wèn)題。
(5)了解轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的基本概念，理解剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律和角動(dòng)量守恒定律，會(huì)分析處理簡(jiǎn)單系統(tǒng)的力學(xué)問(wèn)題。
(6)了解伽利略相對(duì)性原理基本內(nèi)容，理解伽利略坐標(biāo)、速度變換。
(二)熱學(xué)
(1)了解統(tǒng)計(jì)物理的幾個(gè)概念，理解理想氣體的狀態(tài)方程、壓強(qiáng)公式和溫度公式，能推導(dǎo)氣體壓強(qiáng)公式，能從宏觀和統(tǒng)計(jì)意義上理解壓強(qiáng)、溫度、內(nèi)能等概念，了解系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是微觀運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)。
(2)了解氣體分子平均碰撞頻率及平均自由程，及其相關(guān)計(jì)算。
(3)了解麥克斯韋速率分布律及速率分布函數(shù)、分布曲線(xiàn)的物理意義，能計(jì)算氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的速率、平均速率、方均根速率，了解波耳茲曼能量分布律。
(4)通過(guò)理想氣體的剛性分子模型，理解氣體分子平均能量按自由度均分定理，并會(huì)應(yīng)用其計(jì)算理想氣體的定壓熱容、定體熱容和內(nèi)能。
(5)掌握功和熱量的概念，掌握熱力學(xué)第一定律，能分析、計(jì)算理想氣體等體、等壓、等溫過(guò)程和絕熱過(guò)程中的功、熱量、內(nèi)能增量及卡諾循環(huán)等簡(jiǎn)單循環(huán)的效率。
(6)了解熱力學(xué)第二定律及其統(tǒng)計(jì)意義、熵的意義、玻耳茲曼關(guān)系和熵增加原理。
(三)電磁學(xué)
(1)掌握靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)的概念，以及電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理和電勢(shì)疊加原理。理解場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的微分關(guān)系，并能計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)。
(2)理解高斯定理和環(huán)路定理，熟悉用其計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度的方法。
(3)掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，能用華奧-薩伐爾定律計(jì)算一些簡(jiǎn)單問(wèn)題中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
(4)理解磁場(chǎng)高斯定理和安培環(huán)路定理，熟悉用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的方法。
(5)理解安培定律和洛倫茲力公式，了解電偶極矩和磁矩的概念，會(huì)分析點(diǎn)電荷在均勻電場(chǎng)和非均勻磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)。
(6)了解導(dǎo)體的靜電平衡條件、介質(zhì)的極化、磁化現(xiàn)象和鐵磁質(zhì)的特性，了解電介質(zhì)中的高斯定理和環(huán)路定理。
(7)理解電動(dòng)勢(shì)概念，掌握法拉第電磁感應(yīng)定律。理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)及感生電動(dòng)勢(shì)。
(8)理解電容、自感系數(shù)和互感系數(shù)，能計(jì)算電容、自感系數(shù)和互感系數(shù)。
(9)理解電能密度、磁能密度，能計(jì)算一些簡(jiǎn)單問(wèn)題中的電場(chǎng)能量和磁場(chǎng)能量。
(四)振動(dòng)和波動(dòng)
(1)掌握描述諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧波的各物理量(特別是相位)及各量的關(guān)系。
(2)理解旋轉(zhuǎn)矢量法。
(3)掌握諧振動(dòng)的基本特征，能建立一維諧振動(dòng)的微分方程，能根據(jù)給定的初始條件寫(xiě)出一維諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程，并理解其物理意義。
(4)理解同方向、同頻率的兩個(gè)諧振動(dòng)的合成規(guī)律。
(5)理解機(jī)械波產(chǎn)生的條件。掌握平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)的推導(dǎo)方法及波函數(shù)的物理意義，了解波的能量傳播特征及能流、能流密度概念。
(6)了解惠更斯原理、波的疊加原理和波的相干條件，能應(yīng)用相位差和波程差分析、確定相干波疊加后振幅加強(qiáng)和減弱條件。
(7)理解駐波及其形成條件。了解駐波和行波的區(qū)別。
(8)了解機(jī)械波的多普勒效應(yīng)及其產(chǎn)生原因。
(五)光學(xué)
(1)掌握光程的概念以及光程差和相位差的關(guān)系，能分析、確定楊氏雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋的位置，了解邁克耳孫干涉儀的工作原理，能計(jì)算光程差變化與條紋級(jí)數(shù)變化關(guān)系的簡(jiǎn)單問(wèn)題。
(2)了解惠更斯-菲涅耳原理，熟悉分析單縫夫瑯禾費(fèi)衍射條紋分布的方法。
(3)掌握光柵衍射公式，會(huì)確定光柵衍射譜線(xiàn)的位置，及會(huì)分析光柵常量及波長(zhǎng)對(duì)光柵衍射譜線(xiàn)分布的影響，了解X射線(xiàn)的晶格衍射及布拉格公式。
(4)理解自然光、偏振光和部分偏振光，理解布儒斯特定律及馬呂斯定律，了解雙折射現(xiàn)象、線(xiàn)偏振光的獲得方法和檢驗(yàn)方法，及對(duì)有關(guān)簡(jiǎn)單問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算。
(六)原子物理基礎(chǔ)
(1)了解愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)。
(2)熟悉洛倫茲坐標(biāo)變換，了解狹義相對(duì)論中同時(shí)性的相對(duì)性以及長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹概念，及牛頓力學(xué)中的時(shí)空觀。
(3)理解狹義相對(duì)論中質(zhì)量和速度的關(guān)系，質(zhì)量和能量的關(guān)系。
(4)理解氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律及玻爾的氫原子理論。
(5)理解光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)，理解光的波粒二象性。
(6)掌握德布羅意的物質(zhì)波假設(shè)，了解實(shí)物粒子的波粒二象性，理解描述物質(zhì)波動(dòng)性的物理量(波長(zhǎng)、頻率)和粒子性的物理量(動(dòng)量、能量)間的關(guān)系。
(7)了解波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋?zhuān)私庖痪S定態(tài)薛定諤方程。
(8)了解能量量子化和描述原子中電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的四個(gè)量子數(shù)。了解泡利不相容原理和原子的電子殼層結(jié)構(gòu)。
二、 考試內(nèi)容
(一)力學(xué)
質(zhì)點(diǎn)平面曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的描述，位矢、位移、速度、加速度、角速度、角加速度、切向與法向加速度;牛頓運(yùn)動(dòng)三定律及其適用范圍，保守力、功、能、動(dòng)能和動(dòng)量定理，角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒;轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律和角動(dòng)量守恒定律，剛體轉(zhuǎn)動(dòng)中的能量守恒。
(二)熱學(xué)
理想氣體的壓強(qiáng)公式和溫度公式，理想氣體剛性分子模型，氣體分子內(nèi)能、平均碰撞頻率和平均自由程，麥克斯韋速率分布律，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的算術(shù)平均速率，方均根速率，平均能量按自由度均分定理。理想氣體的定壓熱容、定容熱容和內(nèi)能，功和熱量，熱力學(xué)第一、第二定律，氣體等值過(guò)程和絕熱過(guò)程中的功、熱量、內(nèi)能改變量，卡諾循環(huán)的效率，可逆及不可逆過(guò)程，熱力學(xué)第二定律及其統(tǒng)計(jì)意義，熵的玻耳茲曼表達(dá)式。
(三)電磁學(xué)
電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)及其迭加原理，靜電場(chǎng)中高斯定理和環(huán)路定理，介質(zhì)中的電場(chǎng);畢奧—沙伐爾定律，磁場(chǎng)高斯定理及安培環(huán)路定理，介質(zhì)磁化及其微觀解釋;電動(dòng)勢(shì)，法拉第電磁感應(yīng)定律，電容，電感系數(shù)和互感系數(shù)，電能和磁能密度，渦旋電場(chǎng)，位移電流的概念，麥克斯韋方程組，電磁場(chǎng)的物質(zhì)性。
(四)振動(dòng)和波動(dòng)
簡(jiǎn)諧振動(dòng)的描述;簡(jiǎn)諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)基本特征;簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成;機(jī)械波的產(chǎn)生條件和描述;惠更斯原理和波的疊加原理，相干波，波程差，行波和駐波;多普勒效應(yīng);電磁波。
(五)光學(xué)
光程及光程差，楊氏雙縫干涉，薄膜等厚干涉，邁克爾遜干涉儀;惠更斯—菲涅爾原理，單縫衍射條紋的分布規(guī)律，光柵衍射公式;自然光的線(xiàn)偏振，布儒斯特定律及馬呂斯定律，晶體中的雙折射、起偏與檢偏。
(六)原子物理基礎(chǔ)
愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)，洛倫茲坐標(biāo)變換，相對(duì)論中質(zhì)量和速度的關(guān)系，質(zhì)量和能量的關(guān)系，光的波粒二象性，光子，光電效應(yīng)的愛(ài)因斯坦理論，黑體輻射，氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律;玻爾的氫原子理論，物質(zhì)波假設(shè)，實(shí)物粒子的波粒二象性，波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋?zhuān)Χㄖ@方程，不確定關(guān)系，能量量子化，角動(dòng)量量子化及空間量子化，自旋，泡利不相容定理，電子殼層結(jié)構(gòu)。
三、 題型
試卷滿(mǎn)分為150分，其中：選擇題30分，填空題20分，問(wèn)答論述計(jì)算題100分。
四、 參考教材
《普通物理學(xué)》。程守洙、江之永主編。高等教育出版社，2006，第六版。
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