物理所面试问答
物理学院第一部分:物理学院面试问答
中国科学院物理研究所面试安排(1)
1.什么是能带?
2.什么是位移电流?谁介绍的?它的物理本质是什么?
3.简述原始细胞和单细胞的区别。
4.什么是宏观对称素数和微观对称素数?
5.简述热力学四定律。
6.晶体中可能的独立点对称元素有哪些?
7.康普顿散射证明了什么?
8.比热反映了什么,它的微观本质是什么?
9.简述量子力学的发展。
10.电子单缝实验及其物理内涵?
11.什么是倒格?引入倒网格的意义是什么?
12.这是什么?它是如何产生的?
9.简述量子力学的发展。
经过100多年的发展,量子力学已经成为一个日益完备的体系。它的发展是19年末和20世纪初晴空中漂浮的两朵乌云之一,即适合描述黑体辐射实验的瑞利-詹金斯曲线导致紫外灾难。普朗克提出了一个在1900量子化能量的公式,与实验惊人的一致。宣传认为e?1905年,爱因斯坦在解释光电效应的实验中提出辐射场是由光子组成的,解决了光电效应的问题。1913年,玻尔在研究原子光谱时,提出了基于两个假设的原子量子论。一种是稳态假设,认为原子具有离散能量,即光子只存在于原子中
可以在特定的经典轨道上运行。第二,电子在轨道上跳跃时会发出特定频率的光子。并取得了巨大的成功,但这仍然是基于假设的理论。并且在以后的研究中还有很多难点,比如碱金属光谱实验,塞曼效应实验,量子隧道效应等等。还提出了一系列新的理论。泡利的不相容原理、乌伦贝克和古德米特提出了电子自旋假说。而海森堡提出矩阵力学也变成了量子力学。这是基于不确定关系,它用算符来表示力学量,成功地解释了量子力学体系。后来薛定谔提出波动力学也可以有效解释量子力学体系。而这两个方程是由狄拉克提出的狄拉克符号调和的。而比率函数也是用玻恩概率波解释的。量子力学已经发展成为一门基于五个公设的学科:波函数公设、算符公设、测量公设(平均公设)、薛定谔方程公设、恒等原理公设。并逐渐发展出相对论量子力学、量子电动力学等学科。后来爱因斯坦、罗森、波多斯基提出的EPR佯谬受到质疑。但这只是引入了纠缠态的概念,这个概念在20世纪60年代被贝尔实验证实,并成为量子通信的基础。
10.电子单缝实验及其物理内涵?(双精度)
电子单缝实验是科学家验证电子涨落的实验。电子通过足够细的狭缝后,衍射条纹会显示在荧光屏上。另一方面,即使电子一个一个发射出来,通过单缝,起初也是随机分布的,但最后会形成干涉条纹。然而,当电子运行时,条纹消失了。
揭示了电子的波粒二象性,即电子在传播中表现出波的特性,在测量中表现出粒子的特性。而且,测量会坍缩粒子的波函数。
11.什么是倒格?引入倒网格的意义是什么?
倒格也叫倒格b 1 = 2π(A2×A3)/νB2 = 2π(A3×A 1)/νB3 = 2π(A 1×A2)/ν倒格中的一个基矢对应正负。比如晶体的衍射是波和晶格相互作用的结果,干涉了一族晶面,在照片上得到了一个点。所以用倒晶格来描述晶格衍射问题是极其直观和简单的。此外,在固体物理中更重要的布里渊区也是在倒晶格下定义的。
什么是奥格电子?它是如何产生的?
它是原子中电子激发产生的二次电子。
原子壳层产生电子空穴后,高能级的电子可以跳到这一层,同时释放能量(释放的能量正好是这两个能级之差)。当释放的能量转移到另一层的一个电子上而不产生X射线时,这个电子就可以从原子中发射出来,这就是所谓的俄歇电子。
13.麦克斯韦方程组及其物理意义?
d?dS?q0B?e?dl?t?从记号处开始重复一遍
积分形式b?dS?0DH?dl?Jct?从记号处开始重复一遍
?d?是吗?t?b?0?微分形式?DB?互通立交
以上两组方程是麦克斯韦方程组的积分和微分形式,分别是电矢量的高斯定理、法拉第电磁感应定律、磁场的高斯定理和安培环路定理。第一项的意思是,电矢量的闭曲面积分就是表面所含的电荷量,散度就是它的电荷体积密度。第三项是磁场散度。第二项是变化的磁场产生电场,考虑楞次定律。第四项是指磁场强度的闭环积分是位移电流和传导电流之和的曲面积分,或者说它的旋度是位移电流和传导电流之和。更准确地说(整个方程组):
(1)描述了电场的性质。一般来说,电场可以是库仑电场,也可以是改变磁场激发的感应电场,感应电场是涡旋场,其电位移线是闭合的,对闭合面的通量没有贡献。
(2)描述了磁场的性质。随着电场的变化,传导电流或位移电流可以激发磁场。它们的磁场是涡旋场,磁感应线是闭合线,对闭合面的通量没有贡献。
(3)描述了变化磁场激发电场的规律。
(4)描述了改变电场激发磁场的规律。
麦克斯韦方程组不仅分别描述了电场和磁场的行为,还描述了它们之间的关系。演绎:方法一:位移电流假说。方法二:向量分析法
14.现在介观物理研究的规模范围是多少?
中尺度是指介于宏观和微观之间的尺度;一般认为其尺度在纳米到毫米之间。
15.分析力学的基本方法?
分析力学是理论力学的一个分支,是经典力学的高度数学化表达。它以广义坐标为变量描述质点系,运用数学分析方法研究宏观现象中的力学问题。
分析力学的基本原理主要是虚功原理和达朗贝尔原理,而前者是分析静力学的基础;把前者和后者结合起来,就可以得到动力学的一般方程,进而导出分析力学各种体系的动力学方程。研究对象是质量
物理研究所第二部分:由薛其坤院士领衔的清华大学物理系与中国科学院物理研究所合作,历时近4年。
一.总体解释
试卷紧扣教材和考试说明,从考生熟悉的基础知识入手,多角度、多层次考察学生的数学理性思维能力和对数学本质的理解能力。立足基础,先易后难,难度适中,强调应用,不偏不倚,不陌生,达到“考基础、考能力、考素质”的目的。试卷所涉及的知识内容在考试大纲的范围之内,几乎涵盖了高中所学知识的所有重要内容,体现了“突出重点知识”的原则。
1.回归教材,注重基础。
试卷遵循以基础知识为主体的原则,尤其是考试说明中的大部分知识点都有涉及。其中,应用题以抗战胜利70周年为背景,在试题中渗透爱国主义教育,让学生感受到数学的教育价值。这些问题的设计都回归了教材和中学教学实践,操作性很强。
2.适当设置题目的难度和区分度。
选择题的12、16、21题比较全面,难度较大。学生不仅要有较强的分析问题和解决问题的能力,还要有扎实深厚的数学基本功,还要掌握必要的数学思想和方法,否则很难在有限的时间内完成。
3.布局合理,考查全面,重点考察数学方法和思想。
在选择题、填空题、解析题和三选题中,试卷对高中数学的重点内容进行了反复考查。包括函数、三角函数、级数、立体几何、概率统计、解析几何、导数等大题。这些问题都是以知识和能力为基础,让数学思维方法和数学思维方式贯穿于整个答题过程。
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