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天津工業大學碩士研究生入學考試業務課考試大綱

考試科目代碼：610 課程名稱：普通物理學

一、 總體考試要求

本普通物理學考試大綱適用于天津工業大學研究生院的碩士研究生入學考試。“普通物理學”是一門重要基礎理論課，本科目的考試內容主要包括力學、電磁學、氣體動理論及熱力學、振動和波、波動光學五部分。要求考生對其中的基本概念有很深入的理解，對普通物理學中基本定理、定律、原理和分析方法能夠有比較全面系統的認識和正確的理解，具有綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。

二、考試內容及比例

(一) 力學 (30%-45%)

1.質點運動學(5%-15%)

(1)掌握質點、參照系、坐標系等概念。

(2)掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述質點運動和運動變化的物理量。

(3)在平面直角坐標系中，已知運動方程會計算質點在平面內運動時位置矢量和位移，并利用微分學計算速度和加速度。

(4)能熟練地計算質點作圓周運動時的角速度、角加速度、切向加速度及法向加速度，并能計算簡單曲線運動時的切向加速度和法向加速度。

2.質點動力學(10%-20%)

(1)掌握牛頓三定律及其適用條件。

(2)掌握功的概念，能熟練地計算直線運動情況下變力所作的功，掌握保守力作功的特點及勢能的概念，會計算勢能。

(3)掌握質點及系統的功能定理、功能原理和動量定理。

(4)掌握機械能守恒定律、動量守恒定律以及它們的適用條件，掌握運用守恒定律分析問題的思想和方法。

3.剛體的定軸轉動(5%-15%)

(1)理解剛體的模型意義，理解轉動慣量概念。

(2)掌握剛體繞定軸的轉動定律。

(3)理解剛體定軸轉動的功能定律，會計算包含質點和簡單剛體(盤、桿等)系統的轉動動能和勢能。

(4)理解質點和剛體對定點、定軸的動量矩(角動量)概念，理解動量矩守恒定律及其適用條件，能應用動量矩守恒定律分析、計算有關問題。

(二) 振動和波(5%-10%)

1.機械振動

(1)掌握描述諧振動的各物理量(特別是相位)的物理意義及各量之間的相互關系。

(2)掌握旋轉矢量法，并能用以分析有關問題。

(3)掌握諧振動的基本特征(包括位移、加速度、能量變化特征及曲線)能建立彈簧振子或單擺諧振動的微分方程;能根據給定的初始條件寫出一維諧振動的運動方程，并理解其物理意義。

(4)掌握兩個同方向、同頻率振動的合成規律，以及合振動振幅極大和極小的條件;了解拍的形成條件及特點;了解相互垂直的簡諧振動的合成。

(5)了解阻尼振動、受迫振動和共振。

2.機械波

(1)掌握簡諧波動的各物理量(特別是相位)的物理意義及各量之間的相互關系。

(2)理解機械波產生的條件。

(3)掌握已知質點的諧振動方程，建立平面簡諧波的波函數的方法以及波函數的物理意義;理解波形圖線，結合波形圖線進一步理解在波動傳播過程中的空間周期性、時間周期性及二者關系。

(4)了解波的能量傳播特征及能流、能流密度等概念。

(5)理解惠更斯原理和波的疊加原理，掌握波的相干條件，能應用相位差或波程差概念分析和確定相干波疊加后振幅加強和減弱的條件。

(6)理解駐波及其形成條件，了解駐波和行波的區別。

(三) 氣體動理論及熱力學 (5%-10%)

1.氣體動理論

(1)能從宏觀和統計意義上理解壓強、溫度、內能等概念，了解系統的宏觀性質是微觀運動的統計表現。

(2)了解氣體分子熱運動的圖象，理解理想氣體的壓強公式和溫度公式及它們的物理意義。

(3)通過推導氣體壓強公式，了解從提出模型、進行統計平均、建立宏觀量與微觀量的聯系到闡明宏觀量微觀本質的思想和方法。

(4)了解麥克斯韋速率分布律及速率分布函數和速率分布曲線的物理意義，了解氣體分子熱運動的算術平均速率、均方根速率、最可幾速率的求法和意義。

(5)理解氣體分子平均能量按自由度均分原理，并會計算理想氣體內能。

(6)了解氣體分子平均碰撞頻率及平均自由程。

2.熱力學

(1)掌握功和熱量的概念，理解平衡過程。

(2)掌握熱力學第一定律;能熟練地分析、計算、理想氣體各等值過程和絕熱過程中的功、熱量、內能改變量;理解理想氣體的定容熱容、定壓熱容和比熱的物理意義，及由單原子分子、剛性雙原子分子構成的理想氣體的上述三個物理量常數的計算;掌握熱機循環效率的物理意義，會計算包括卡諾循環在內的，一些由等值過程、絕熱過程等構成的循環的熱效率。

(3)理解可逆過程和不可逆過程，理解熱力學第二定律的兩種敘述及其等價性;了解熱力學定律的統計意義及無序性;了解熵的概念及熵增加原理。

(四) 電磁學(30%-45%)

1.靜電場 (10%-20%)

(1)掌握靜電場強度、電位移矢量和電勢的概念以及場的疊加原理，掌握電勢與場強的積分關系，了解場強與電勢的微分關系，能計算一些簡單問題中的場強和電勢。

(2)理解靜電場的規律——高斯定理，掌握用高斯定理計算真空和介質中場強的條件和方法，并能熟練應用，且能進而計算電勢及電勢差等。

(3)理解點電荷在電場力作用下做簡單運動的情況及電場力作功。

(4)理解靜電場中導體的靜電平衡條件，及一些簡單對稱形狀的導體電荷分布。

(5)了解介質的極化及其微觀解釋，了解各向同性介質中和的關系;理解電容的定義及其物理意義，會計算簡單電容器的電容;理解電能密度，能計算電容器貯存電場能及簡單對稱情況下電場貯存的場能。

2.穩恒電流(5%-10%)

了解電流密度矢量、歐姆定律微分形式的物理意義;掌握電動勢的概念。

3.磁場 (10%-20%)

(1)掌握磁感應強度及磁場強度的概念;掌握畢奧-薩伐爾定律，并能計算一些簡單問題中的磁感應強度。

(2)理解穩恒磁場的規律——安培環路定理，掌握用安培環路定理計算磁感應強度的條件和方法;理解運動電荷產生磁場的規律;理解安培定律和洛侖茲力公式，理解磁矩概念，能計算簡單幾何形狀載流導線和載流平面線圈在磁場中所受的力和力矩，及磁力的功，能分析點電荷在電場和磁場中的受力的簡單情況。

(3)掌握法拉第電磁感應定律理解動生電動勢及感生電動勢的概念和規律;理解自感系數和互感系數的定義及其物理意義;理解磁場的物質性及磁能密度概念，能計算自感線圈及簡單磁場里貯存的磁能能量。

(4)了解磁介質的磁化現象及其微觀解釋，了解鐵磁質的特性，了解各向同性介質中和之間關系;了解介質中安培環路定律;了解渦旋電場、位移電流的概念;了解麥克斯韋電磁場的基本理論及麥克斯韋方程組積分形式的物理意義，了解電磁波譜。

 (五) 波動光學 (5%-10%)

1.光的干涉

(1)理解相干光的條件及獲得方法(分波前法和分振幅法)。

(2)掌握光程的概念及光程差和位相差的關系。

(3)掌握楊氏雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋(劈尖、牛頓環等)形成的規律。

(4)了解邁克耳遜干涉儀的工作原理。

2.光的衍射

(1)了解惠更斯-菲涅耳原理，掌握單縫夫瑯和費衍射條紋分布規律，掌握菲涅耳半波帶法，并用以分析縫寬、波長對衍射條紋分布的影響。

(2)掌握光柵衍射公式及其衍射條紋分布特點(包括缺級問題)，會確定光柵衍射譜線的位置，理解光柵光譜的分布規律。

(3)了解光學儀器分辨率。

(4)了解X射線衍射現象及布拉格方程。

3.光的偏振

(1)理解自然光和偏振光的概念。

(2)了解偏振光的獲得方法和檢驗方法。

(3)掌握布儒斯特定律和馬呂斯定律。

(4)了解雙折射現象。

三、考試題型及比例

1.簡答題(基本的物理概念及定理、定律、原理)15%-25%

2.證明題 20%-30%

3.計算題 45%-60%

四、考試形式及時間

“普通物理學”的考試形式為筆試，考試時間為3小時。

五、主要參考教材(參考書目)

1.《大學物理學》(第二版)，張三慧主編 清華大學出版社。

2.《普通物理學》(第五版)，程守洙、江之永編，高等教育出版社。