2021南京信息工程大学大学物理研究生考试大纲

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    南京信息工程大学硕士研究生招生入学考试考试大纲

    科目代码：840

    科目名称：大学物理

    第一部分课程目标与基本要求

    一、课程目标

    本课程是理工科大学生必修的基础理论课之一，主要介绍电磁场的基本概念和规律，重点是电场、磁场、电磁波（光）的基本现象、运动规律、分析方法和应用。课程学习目标是为从事海洋遥感基础理论研究、海洋观测数据在物理海洋、海洋生态环境保护、以及海气相互作用中的应用提供理论基础。

    二、基本要求

    了解电磁场的基本概念和规律，掌握计算电场、磁场的基本方法；理解电磁场问题的基本处理方法，掌握电磁波的基本理论。掌握几何光学的基本概念、成像规律，掌握光的传播、干涉、衍射、偏振等基本现象和规律。了解近代物理的现状和前沿，理解黑体辐射现象，掌握黑体辐射定律。

    第二部分内容与考核目标

    第一章静电场

    1理解点电荷的模型，了解电荷量子化概念和电荷守恒定律；掌握库伦定律及其使用条件。

    2掌握电场和电场强度的概念，掌握场强叠加原理，掌握利用点电荷的电场强度公式和场强的叠加原理计算点电荷、点电荷系和具有简单几何形状的带电体（如均匀带电直线、无限大带电平面、圆环、圆盘和圆柱面等）激发的电场的场强计算。

    3理解电场线和电通量的概念，掌握高斯定理及应用，掌握应用高斯定理计算对称分布电场（如具有球对称、面对称和轴对称）的电场强度。

    4理解静电力做功和路径无关的特征，掌握静电场环路定理的物理意义；掌握电势的概念，掌握利用点电荷电势公式、电势叠加方法和电势定义法计算点电荷系和具有简单几何形式的带电体的电势分布。

    5理解等势面的概念，了解电势梯度的概念；了解电势梯度计算电场强度的分布。

    6了解电偶极子概念及其在均匀电场中的受力和运动。

    第二章静电场中的导体和电介质

    1理解导体的静电平衡条件，掌握导体达到静电平衡时电荷、电场强度、电势的分布特征；了解静电屏蔽等现象；掌握存在导体时静电场的场强分布和电势分布的计算方法。

    2掌握电容定义，掌握典型电容器（如孤立导体电容器、平行板电容器、球形电容器、圆柱电容器等）电容的计算

    3了解电介质的极化机制和电介质对静电场的影响，了解极化强度的概念及物理意义。理解含电介质时的高斯定理和有电介质存在时静电场中的电位移矢量和电场强度的计算方法。

    4理解电场能量密度的概念，掌握带电系统和静电场能量的计算方法

    第三章电流和稳恒磁场

    1理解电流强度、电流密度、非静电场强度、电动势的概念。

    2掌握磁感应强度的定义，掌握磁场叠加原理；掌握毕奥-萨伐尔定律并能用它计算具有简单几何形状的载流导体（载流直导线、圆电流等）产生的恒定磁场分布。

    3掌握磁感应线和磁通量的物理意义，理解高斯定理，能计算简单非均匀磁场中，某回路所包围面积上的磁通量；理解安培环路定理的物理意义，掌握用安培环路定理计算某些具有对称性载流导体产生的磁场分布。

    4理解洛伦兹力公式及其物理意义；掌握运动电荷在磁场中磁场力的计算，并能分析在匀强磁场中电荷运动的规律；理解霍尔效应的机理及其应用等。掌握利用安培定律分析和计算简单几何形状的载流导线在磁场中所受的安培力；了解载流平面线圈的磁矩的概念。了解载流线圈在匀强磁场中所受磁力矩的计算方法；了解磁力和磁力矩作功的计算。

    5了解磁介质的分类；了解顺磁质和抗磁质化过程中的宏观特征，并能用微观分子电流理论定性地解释顺磁质和抗磁质的磁化现象；了解磁化强度的物理意义，了解磁化电流的概念，了解磁感应强度、磁场强度和磁化强度三者之间的关系。

    第四章变化的电磁场

    1掌握法拉第电磁感应定律及其物理意义；掌握应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势，并能应用楞次定理准确判断感应电动势的方向。

    2理解动生电动势，掌握用动生电动势的公式计算简单几何形状的导体的匀强磁场或对称分布的非匀强磁场中运动时的动生电动势。

    3理解感生电动势和感生电场的概念，了解感生电场的基本性质以及它与静电场的区别，掌握简单的感生电场强度及感应电动势的计算，并会判断感生电场的方向；了解涡电流的概念

    4了解自感现象，了解简单回路的自感系数和自感电动势的计算方法；了解互感现象、简单回路的互感系数及互感电动势的计算

    5了解磁场能量、磁场能量密度，掌握磁场能量的计算方法

    6了解位移电流和全电流的概念，掌握位移电流的特性以及与传导电流的区别

    7理解麦克斯韦电磁场理论的基本概念及麦克斯方程组的积分形式，掌握电磁波的产生和电磁波谱

    第五章几何光学

    1理解光的直线传播定律和光的可逆性原理

    2掌握光的反射定律和折射定律；了解全反射现象；了解平面反射和平面折射成像的规律；理解焦距、物距和像距的概念，熟悉符号法则。

    第六章光的干涉

    1理解光源、光的单色性和光的相干条件及获得相干光的基本原理和方法。

    2掌握光程与光程差的计算方法，熟悉光程差和相位差的关系。

    3了解杨氏双缝干涉实验的基本装置和实验规律，了解迈克耳逊干涉仪的工作原理和应用。

    第七章光的衍射

    1了解惠更斯-菲涅耳原理及其在光的衍射现象中的应用；了解菲涅耳衍射与夫琅和费衍射的区别

    2理解夫琅和费衍射的规律，掌握半波带法在分析夫琅和费衍射中的应用；掌握单缝的夫琅和费衍射的衍射花样和衍射光强分布。

    3熟悉圆孔的夫琅和费衍射和最小分辨角的概念

    第八章　光的偏振

    1了解自然光、线偏振光和部分偏振光概念，了解圆偏振光和椭圆偏振光的概念

    2了解产生偏振光的几种方法，熟悉反射光、折射光的偏振特征，熟悉布儒斯特定律、马吕斯定律。

    第九章黑体辐射

    1了解黑体辐射现象，理解黑体辐射规律，掌握瑞利金斯定律、维恩定律、维恩位移定律。

    第三部分有关说明与实施要求

    1.考试目标的能力层次的表述

    本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述:

    较低要求——了解

    一般要求——理解、熟悉、会

    较高要求——掌握、应用

    一般来说，对概念、原理、理论知识等,可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述；对应用方面，可用“会”、“应用”、“掌握”等词。

    2.命题考试的若干规定

    （1）本课程的命题考试是根据本大纲规定的考试内容来确定的，根据本大纲规定的各种比例（每种比例规定可有3分以内的浮动幅度来组配试卷，适当掌握试题的内容、覆盖面、能力层次和难易度）。

    （2）各章考题所占分数大致如下：

    第一章静电场15%

    第二章静电场中的导体和电介质10%

    第三章电流和稳恒磁场15%

    第四章变化的电磁场25%

    第五章几何光学9%

    第六章光的干涉7%

    第七章光的衍射7%

    第八章光的偏振6%

    第九章黑体辐射6%

    （3）其难易度分为易、较易、较难、难四级，在试卷中四种难易度；试题难易度分数比例2：3：3：2。

    （4）试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“了解”占10%，“理解”（熟悉、能、会）占30%，“掌握”包括应用占60%.

    （5）试题主要题型有:选择题、简答和公式推导题、计算题、综合题在内等多种题型。

    （6）考试方式为闭卷考试。总分150分，考试时间180分钟。试题主要测验考生对本课程的基本理论、基本知识和基本技能掌握的程度，以及运用所学理论分析、解决问题的能力。试题要有一定的区分度，难易度要适当。

    第四部分参考书目

    1.《物理学》高等教育出版社，2014年第六版，作者：马文蔚、周雨青。

    2.《大学物理》科学出版社，2019年，作者：刘博、赵德林等。