据中国科学院大学研究生院消息,2015年中国科学院大学材料学考研大纲已发布,详情如下:
中国科学院大学硕士研究生入学考试《固体物理》考试大纲
本《固体物理》考试大纲适用于中国科学院凝聚态物理及相关专业的硕士研究生入学考试。固体物理学是研究固体的微观结构、物理性质,以及构成物质的各种 粒子的运动规律的学科,是凝聚态物理的最大分支。本科目的考试内容包括晶体结构、晶格振动、能带理论和金属电子论等。要求考生深入理解其基本概念,有清楚 的物理图象,熟练掌握基本的物理方法,并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
一考试形式
(一)闭卷,笔试,考试时间180分钟,试卷总分150分
(二)试卷结构
第一部分:简答题,共50分
第二部分:计算题、证明题,共100分
二考试内容
(一)晶体结构
1、单晶、准晶和非晶的结构上的差别
2、晶体中原子的排列特点、晶面、晶列、对称性
3、简单的晶体结构,二维和三维晶格的分类
4、倒易点阵和布里渊区
5、X射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子
(二)固体的结合
1、固体结合的基本形式
2、共价晶体,金属晶体,分子晶体与离子晶体,范德瓦尔斯结合,氢键,马德隆常数
(三)晶体中的缺陷和扩散
1、晶体缺陷:线缺陷、面缺陷、点缺陷
2、扩散及微观机理
3、位错的物理特性
4、离子晶体中的点缺陷和离子性导电
(四)晶格振动与晶体的热学性质
1、一维链的振动:单原子链、双原子链、声学支、光学支、色散关系
2、格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似
3、固体热容:爱因斯坦模型、德拜模型
4、非简谐效应:热膨胀、热传导
5、中子的非弹性散射测声子能谱
(五))能带理论
1、布洛赫定理
2、近自由电子模型
3、紧束缚近似
4、费密面、能态密度和能带的特点
5、表面电子态
(六)晶体中电子在电场和磁场中的运动
1、恒定电场作用下电子的运动
2、用能带论解释金属、半导体和绝缘体,以及空穴的概念
3、恒定磁场中电子的运动
4、回旋共振、德·哈斯-范·阿尔芬效应
(七)金属电子论
1、金属自由电子的模型和基态性质
2、金属自由电子的热性质
3、电子在外加电磁场中的运动、漂移速度方程、霍耳效应
三考试要求
(一)晶体结构
1.理解单晶、准晶和非晶材料原子排列在结构上的差别
2.掌握原胞、基矢的概念,清楚晶面和晶向的表示,了解对称性
3.了解简单的晶体结构以及二维和三维晶格的分类
4.掌握倒易点阵和布里渊区的概念,能够熟练地求出倒格子矢量和布里渊区
5.了解X射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子
(二)固体的结合
1.了解固体结合的几种基本形式
2.理解离子性结合、共价结合、金属性结合、范德瓦尔斯结合等概念
(三)晶体中的缺陷和扩散
1.掌握线缺陷、面缺陷、点缺陷的概念和基本的缺陷类型
2.了解扩散及微观机理
3.了解位错的物理特性
4.大致了解离子晶体中的点缺陷和离子性导电
(四)晶格振动与晶体的热学性质
a)熟练掌握并理解其物理过程,要求能灵活应用:一维链的振动(单原子链、双原子链)、声学支、光学支、色散关系
b)清楚掌握格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似等概念
c)熟练掌握并理解其物理过程,要求能灵活应用:固体热容:爱因斯坦模型、德拜模型
d)了解非简谐效应:热膨胀、热传导
e)了解中子的非弹性散射测声子能谱
(五)能带理论
a)深刻理解布洛赫定理
b)熟练掌握并理解其物理过程,要求能灵活应用:近自由电子模型
c)熟练掌握并理解其物理过程,要求能灵活应用:紧束缚近似
d)深刻理解费密面、能态密度和能带的特点
e)了解电子表面态与晶体内部电子态的区别
(六)晶体中电子在电场和磁场中的运动
a)熟练掌握并理解其物理过程:恒定电场作用下电子的运动
b)能够用能带论解释金属、半导体和绝缘体,掌握空穴的概念
c)熟练掌握并理解其物理过程:恒定磁场中电子的运动
d)能够解释回旋共振、德·哈斯-范·阿尔芬效应
(七)金属电子论
a)熟练掌握金属自由电子的模型和基态性质
b)了解金属自由电子的热性质
c)熟练掌握并理解其物理过程:电子在外加电磁场中的运动、漂移速度方程、霍耳效应
四主要参考教材
黄昆编著,《固体物理学》,第1版,北京大学出版社,2009年9月1日
阎守胜编著,《固体物理基础》,第3版,北京大学出版社,2011年6月1日
中国科学院大学硕士研究生入学考试《普通物理(乙)》考试大纲
一考试科目基本要求及适用范围概述
本《普通物理(乙)》考试大纲适用于中国科学院大学工科类的硕士研究生入学考试。普通物理是大部分专业设定的一门重要基础理论课,要求考生对其中的基本概念有深入的理解,系统掌握物理学的基本定理和分析方法,具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
二考试形式
考试采用闭卷笔试形式,考试时间为180分钟,试卷满分150分。
试卷结构:单项选择题、简答题、计算题,其分值约为1:1:3
三考试内容:
大学工科类专业的《大学物理》或《普通物理》课程的基本内容,包含力学、电学、光学、原子物理、热学等。
四考试要求:
(一)力学
1.质点运动学:
熟练掌握和灵活运用:矢径;参考系;运动方程;瞬时速度;瞬时加速度;切向加速度;法向加速度;圆周运动;运动的相对性。
2.质点动力学:
熟练掌握和灵活运用:惯性参照系;牛顿运动定律;功;功率;质点的动能;弹性势能;重力势能;保守力;功能原理;机械能守恒与转化定律;动量、冲量、动量定理;动量守恒定律。
3.刚体的转动:
熟练掌握和灵活运用:角速度矢量;质心;转动惯量;转动动能;转动定律;力矩;力矩的功;定轴转动中的转动动能定律;角动量和冲量矩;角动量定理;角动量守恒定律。
4.简谐振动和波:
熟练掌握和灵活运用:运动学特征(位移、速度、加速度,简谐振动过程中的振幅、角频率、频率、位相、初位相、相位差、同相和反相);动力学分析;振动 方程;旋转矢量表示法;谐振动的能量;谐振动的合成;波的产生与传播;波的能量、能流密度;波的叠加与干涉;驻波;多普勒效应。
5.狭义相对论基础:
理解并掌握:伽利略变换;经典力学的时空观;狭义相对论的相对性原理;光速不变原理;洛仑兹变换;同时性的相对性;狭义相对论的时空观;狭义相对论的动力学基础。
(二)电磁学
1.静电场:
熟练掌握和灵活运用:库仑定律,静电场的电场强度及电势,场强与电势的叠加原理。理解并掌握:高斯定理,环路定理,静电场中导体及电介质问题,电容、静电场能量。
2.稳恒电流的磁场:
熟练掌握和灵活运用:磁感应强度矢量,磁场的叠加原理,毕奥—萨伐尔定律及应用,磁场的高斯定理、安培环路定理及应用。理解并掌握:磁场对载流导体的作用,安培定律,运动电荷的磁场、洛仑兹力。了解:磁介质,介质的磁化问题,基本实验。
3.电磁感应:
熟练掌握和灵活运用:法拉第电磁感应定律,楞次定律,动生电动势。理解并掌握:自感、互感、自感磁能,互感磁能,磁场能量。
4.直流与交流电路:
熟练掌握和灵活运用:基本概念和定义。理解并掌握:复杂交直流电路的解法。
5.电磁场理论与电磁波:
熟练掌握和灵活运用:位移电流,麦克斯韦方程组。理解并掌握:电磁波的产生与传播,电磁波的基本性质,电磁波的能流密度。
6.电磁学单位制:
理解:电磁学国际单位制。
(三)光学
1.光波场的描述:
能写出各种光波的波函数;能正确表述光波的各种偏振状态。
2.光的干涉:
正确理解波的叠加原理和相干光的含义;理解各种典型干涉装置(杨氏实验、尖劈、牛顿环、迈克尔孙干涉仪、法布里-珀罗干涉仪、干涉滤光片)的工作原理;能解释各种典型干涉装置产生的干涉图样的特点;了解上述装置干涉场中的光强分布。
3.光的衍射:
正确理解产生光的衍射现象的机理;掌握处理衍射问题的基本原理;能灵活运用半波带法解释几种典型装置(夫琅禾费单缝、圆孔衍射,夫琅禾费多缝衍射,菲涅耳圆孔和圆屏衍射)的衍射现象;了解上述装置衍射场中的光强分布问题。
4.光的偏振:
掌握线偏振光的获得与检验;理解各种偏振光器件(偏振片、波片)的工作原理;能熟练运用各种偏振光器件产生和检验偏振光;能熟练运用马吕公式求解问题;了解反射和折射光的偏振;了解光在各向异性介质中的传播:能正确描述和解释双折射现象。
(四)原子物理
1.原子的量子态与精细结构:
理解并掌握:α粒子散射实验和卢瑟福原子模型。熟练掌握和灵活运用:氢原子和类氢离子的光谱,玻尔的氢原子理论,夫兰克-赫兹实验与原子能级,原子中 电子轨道运动的磁矩,史特恩-盖拉赫实验,电子自旋的假设,碱金属原子的光谱,原子实的极化和轨道贯穿,碱金属原子光谱的精细结构,电子自旋同轨道运动的 相互作用,单电子辐射跃迁的选择定则,氢原子光谱的精细结构。
2.多电子原子:
熟练掌握和灵活运用:氦的光谱和能级,具有两个价电子的原子态,泡利原理与同科电子,辐射跃迁的普用选择定则;元素性质的周期性变化,原子的电子壳层结构,原子基态的电子组态。
3.在磁场中原子:
熟练掌握和灵活运用:原子的磁矩,外磁场对原子的作用,塞曼效应。
(五)热学
1.气体分子运动论:
理解并掌握:理想气体状态方程,理想气体的压强公式,麦克斯韦速率分布律,玻耳兹曼分布律,能量按自由度均分定理,气体的输运过程。
2.热力学:
理解:热力学第一定律,热力学第一定律的应用,循环过程、卡诺循环,热力学第二定律;了解:低温物理现象。
五主要参考教材:
全国重点大学工科类普通物理教材