物理学院2012级教育硕士物理学前沿试题物理学前言试题

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1、陕丙师范大学2014〜2015学年笫一学期期末考试物理学院2012级教育硕士物理学前沿试题一、理论物理部分（共5题，每题5分，共25分）1、浞沌现象的主要特征是什么？答：混沌现象是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动，一个确定性理论描述的系统，其行为却表现为不确定性一不可重复、不可预测，因此其具奋以下儿个特征：1、内在随机性；2、分形结构性质；3、标度不变性4、敏感依赖性。2、分形结构的特点是什么？请举例说明。10另一一答：答：分形理论显示系统屮每一元素都反映和含冇整个系统的性质和信息，从而可以通过认识部分来影响整体。分形，是以非整数维形式充填空间的形态特征。分形可以说是来自于一种思

2、维上的理论存在。基木简介分形是以非整数维形式充填空间的形态特征。分形可以说是來自于一种思维上的理论存在。例如：我们可以看到曲兰花一小簇是整个花簇的一个分支而在不同尺度卜*它们再冇自相似的外形。换句话说较小的分支通过放大适当的比例后可以得到一个与整体儿乎完全一致的花簇。因此我们可以说两兰花簇是一个分形的实例。3、分析小世界网络、无标度网络和随机网络三者之间的相同点和不同点。答：小世界网络和无标度网络。这两种网络都同吋具冇两个基本特征:高平均集聚程度、小的最短路径。而随机网格它具宥较小的特扯路径长度和较小的聚集系数。小世界网络是在规则M络和随机M络的基础上提出，小世界网络是在一维规则网格中引入

3、一定随机性的网络结构。小世界网络是~种数学之图的类型，在这种图屮大部分的结点不与彼此邻接，但大部分结点町以从任一其他点经少数几步就町到达。若将一个小世界网络中的点代表一个人，而连结线代表人与人认识，则这小世界网络可以反映陌生人由彼此共同认识的人而连结的小世界现象。无标度网络具有严重的异质性，其各节点之问的连接状况（度数）具有严重的不均匀分布性：网络屮少数称之为Hub点的节点拥有极其多的连接，而大多数节点只冇很少量的连接。少数Hub点对无标度网络的运行起着主导的作用。从广义上说，无标度网络的无标度性是描述大量复杂系统整体上严重不均匀分亦的一种内在性质。随机网络是无尺度网络的概念是随着对复杂网

4、络的研究而出现的。“网络”其实就是数学屮图论研究的图，由一群顶点以及它们之间所连的边构成。在网络理论中则换一套说法，用“节点”代替“顶点”，用“连结”代替“边”。复杂网络的概念，是用來描述由大量节点以及这些节点之间错综复杂的联系所构成的网络。这样的网络会出现在简单网络屮没冇的特殊拓扑特性。4、从自组织临界态的角度来看，地震的物理原理是什么？答:所谓“自组织”是指该状态的形成主要是屮系统内部组织间的相互作用产生，而不是由任何外界因素控制或主导所致。所谓“临界态”是指系统处于一种特殊敏感状态，微小的局部变化可以不断放大、扩延至整个系统。也就是说，系统在临界态时，其所有组份的行为都相互关联。自组

5、织临界态是指由大量和互作用成分组成的系统会自然地向自组织临界态发展；当系统达到自组织临界态时，即使小的干扰事件也可引起系统发生一系列灾变。而地震可能是自然界巾自组织临态最干净而最直接的例子了，大多数时问里，地壳是静止的，处于郁滞吋期，这种显而易见的平静有吋候被很强烈的间歇爆发活动所打断，于是产生少数非常大的地震，但更多的是小地震。地震量级的分布是一个幂率分布，不过肜來提出的古登堡一里特定律能更好的解释这个问题。地壳的运动导致了能量的积累，而由于能量的积累最终会导致板块的断裂，从而释放出能量，并且这个能量可能会引起一个级联反应，形成大的地震。5、讨论存在外磁场吋的铁磁相变过程，Gibbs自由

6、能为G(T9M)=G0(T)^-a0(T-Tc)M2+-bM4-HM0答：在外磁场中，序参数选择为M时，Gibbs自凼能为：G{T,M)=G^T)^-aQ(T-Tc)M2+-bM4-HM..因为铁磁属于二级相变，一阶偏V•数连续，得(M发磁化强度随温度变化磁拗：H-—-Tcm)A/+A/JcMTCm为居里温度。说明：二级铁磁相变Gibbs

7、'

8、由能磁矩随温度变化静态磁滞hl线磁导率随温度变化。得分评卷人二、光学部分(共5题，每题5分，共25分)6、请阐述全息学的基木原理以及x射线全息学具宥哪些诱人的前景？答：全息学以波动光学为基础，利用光的干涉和衍射原理，将物体发出的特定的波以干涉条纹的形

9、式记录下来，并在一定的条件下使其重现。全息学分为网步，波前记录和波前重现，波前记录是将物体光波与另一相干光波——参考光"MfnzK^10S2J波干涉，用照相的方法将干涉条纹记录下来，获得全息阁或者全息照片；波前重现是利用原纪录的参考光波或其他合适的光波照射全息图，光通过全息图发生衍射，甚至衍射光波会形成原物体逼真的立体像。与普通照相技术相比它冇如下几点基本特征，1）可以形成三维图像；2）全息照相口J*以进行多重记录，信息