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870《基础物理学》2025年考试大纲
一、考试的基本要求
要求学生熟练掌握物理学中的基本概念、原理、定理、定律及其在实际问题中的应用，在全面了解大学物理知识的基础上，重点掌握电磁学、波动光学和量子物理基础部分的相关内容。并要求考生具有一定的创新意识、逻辑推理能力和综合运用物理学知识分析和解决实际问题的能力。
二、考试方式和考试时长
闭卷考试，总分150分，考试时间为180分钟。
三、参考书目（仅供参考）
《物理学教程》（第三版，上下册），马文蔚，周雨青 编写，高等教育出版社，2016。
《大学物理》（上下册），吴高建，张茹 主编，上海交通大学出版社，2017。
四、试题类型
主要包括选择题、填空题、计算题、简答题等类型，具体题型会根据每年的考试要求做相应调整。
五、考试内容及要求
考试内容包括以下部分：电磁学（静电场、静电场中的导体和电介质、稳恒磁场、电磁感应），波动光学（光的干涉、光电衍射、光的偏振），量子物理基础。具体考试内容及要求如下：
（一）静电场
1、内容：电荷守恒定律；点电荷，真空中的库仑定律；电场强度，电场强度叠加原理，电场强度的计算；电场线，电场强度通量，静电场的高斯定理及其应用；静电场力所做的功，电势能，电势，电势差。电势叠加原理，电势的计算；等势面，电场强度和电势的关系；电偶极子在外电场中所受的力和力矩，电偶极子在外电场中的势能。
2、考核要求：
（1）理解库仑定律，电场的叠加原理。
（2）掌握静电场的电场强度和电势的概念，并能熟练的应用微积分计算一些简单带电体的场强和电势。
（3）掌握电势和场强的积分关系，理解场强和电势的微分关系，并会用于计算场强和电势。
（4）理解静电场的规律（高斯定理、环路定理）。会用高斯定理计算场强的条件和方法。
（二）静电场中的导体和电介质
1、内容：静电场中的导体；静电场中的电介质，静电感应，电极化，电位移矢量，有电介质时的高斯定理。电容器及电容的计算；静电场的能量和能量密度。
2、考核要求：
（1）掌握静电平衡条件及导体上的电荷分布。
（2）了解电场中电介质的极化及微观解析。
（3）理解电容定义及物理意义，能熟练计算典型电容器的电容。
（4）理解静电场能量和能量密度的概念，会计算对称性分布电场的能量和能量密度。
（三）稳恒磁场
1、内容：磁感应强度定义及计算；磁通量，稳恒磁场的高斯定律；毕奥-萨伐尔定律；安培环路定理；运动电荷的磁场；磁场对载流导线的作用（安培定律），磁场对载流线圈的作用；磁力的功；运动电荷在磁场中所受的力（洛仑兹力）；带电粒子在电场和磁场中的运动；半导体材料的霍尔效应。
2、考核要求：
（1）掌握磁感应强度的概念及毕奥-萨伐尔定律。并能运用毕奥-萨伐尔定律磁感应强度。
（2）理解稳恒磁场的规律（稳恒磁场的高斯定律、安培环路定律）。掌握用安培环路定律计算磁感应强度的条件和方法。
（3）掌握安培定律和洛仑兹力公式。
（4）掌握磁矩的概念，会计算磁矩。
（5）掌握磁力的功。
（四）磁介质
1、内容：磁介质，磁介质中的安培环路定律。
2、考核要求：
（1）理解磁介质的磁化现象，种类及磁化的微观解释。
（2）掌握铁磁质的特点。
（五）电磁感应
1、内容：感应电动势，电磁感应定律；动生电动势和感生电动势；自感和互感，磁场的能量；位移电流，电磁场基本方程的积分形式。
2、考核要求：
（1）掌握法拉第电磁感应定律。
（2）掌握动生电动势的本质，理解感生电动势的本质。
（3）理解自感系数、互感系数的定义、物理意义，会计算自感系数和互感系数。
（4）掌握磁场能量、能量密度的概念，并会计算磁场能量和能量密度。
（5）了解麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。
（六）波动光学
1、内容：光的单色性和相干性；杨氏双缝实验，劳埃德镜；光程，薄膜干涉；劈尖，牛顿环；迈克尔逊干涉仪；光的衍射；单缝衍射；圆孔衍射，光学仪器的分辨率；衍射光栅；偏振光；反射光和折射光的偏振；马吕斯定律；双折射。
2、考核要求：
（1）理解获得相干光的方法。
（2）掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。能分析确定杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置。
（3）了解惠更斯―菲涅尔原理。
（4）了解用半波带法分析单缝夫琅和费衍射。分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。
（5）了解圆孔衍射，了解光学仪器的分辨率。
（6）掌握光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线的位置和缺级。会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。
（7）了解自然光和线偏振光。理解偏振光的获得和检验方法。理解布儒斯特定律和马吕斯定律。
（七）量子物理基础
1、内容：黑体辐射的规律，普朗克量子假设；光电效应；爱因斯坦方程，康普顿效应；实物粒子的波粒二象性；测不准关系；波函数，薛定谔方程；激光；固体能带的形成；导体、半导体和绝缘体。
2、考核要求：
（1）理解黑体辐射规律和普朗克的量子假设。
（2）掌握光电效应和康普顿效应的实验规律。理解光的波粒二象性。
（3）理解德布罗意的物质波假定及电子衍射实验。了解实物粒子的波粒二象性。
（4）熟悉描述物质波动性的物理量（波长、频率）和粒子的物理量（动量、能量）间的关系。
（5）了解氢原子光谱的实验规律及波尔的氢原子理论。
（6）理解波函数及其统计解释；掌握一维坐标动量不确定关系。了解一维定态薛定谔方程。
（7）了解描述原子中电子运动状态的四个量子数，了解泡利不相容原理和原子的电子壳层结构。
（8）了解激光的形成、特性及主要应用。
（9）了解固体能带的形成，并能用能带观点区分导体，半导体和绝缘体。了解本征、n型和p型半导体。
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