教學大綱表
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課程名稱 (中文) 近代物理
(英文) Modern Physics
開課單位 材料工程學系
課程代碼 G1130B
授課教師 黃提銘
學分數 3.0 必/選修 選修 開課年級 大二
先修科目或先備能力:普通物理
課程概述與目標:相對論的基本觀念
早期量子物理的發展過程
量子力學的原理
原子物理與分子物理
教科書 Kenneth Krane, "Modern Physics", 3nd Edition, John Wiley & Sons, Inc
歐亞書局代理
參考教材 Paul A. Tipler & Ralph A. Llewellyn: "Modern Physics", 6th Edition,
W.H. Freeman and Company
課程大綱 學生學習目標 單元學習活動 學習成效評量 備註
單元主題 內容綱要
1 Relativity I 1. The Lorentz Transformation
2. Time Dilation and Length Contraction
3. Twin Paradox and the Pole and BarnParadox
了解狹義相對論的時空觀
認識相對論導出的驚人結論
 
2 Relativity II 1. Relativistic Energy
2. Relativistic Momentum
了解相對論中的能量與動量  
3 Quantization of Light 1. Blackbody Radiation
2. Planck's Law
了解光的量子效應  
4 Quantization of Light 1. Photoelectric Effect
2. Compton Effect
認識光的粒子性  
5 The Nuclear Atom 1. Atomic structure
2. Rutherford's Nuclear Model of the Atom
3. The Bohr Model of the Hydrogen Atom
認識Rutherford's 的原子核原子模型
光譜的重要性
認識Bohr's 的氫原子模型
 
6 Matter Waves The de Broglie Hypothesis
The Davisson-Germer Experiment
de Broglie 的物質波
巨觀與微觀粒子的物質波的差異
 
7 Matter Waves Wave Packets 表示物質波的波函數  
8 Heisenberg's Uncertainty Principle Heisenberg's Uncertainty Principle
Consequences of Uncertainty Principle
Duality of Particle
認識Heisenberg's測不準原理及其應用
波粒二重性
  • 測驗
  •  
    9 期中考 期中考 期中考
  • 期中考
  •  
    10 The Schrodinger Equation Schrodinger equation
    The Wavefunction of A Free Particle
    了解Schrodinger equations
    及波函數的物理意義
     
    11 The Schrodinger Equation in One Dimension The Particle in A 1-Dim. Box
    The Finite Square Well
    Simple Harmonic Oscillator
    解一維盒子的Schrodinger Equation
    了解Wave function 的物理意義
    及其與古典物理的差異性
     
    12 Quantum Mechanics in Three Dimension Particle in a Three-Dimensional Box
    The Degenerate States
    Hydrogen Atom
    Selection Rules
    三維Schrodinger 方程
    解Schrodinger 方程求出氫原子的波函數
    氫原子的波函數的量子物理
  • 作業
  •  
    13 Atomic Physics Atomic Wave Functions
    Electron Spin
    Pauli Principle
    Bosons and Fermions
    了解原子能階與量子數
    電子自旋
    Pauli不相容原理
     
    14 Atomic Physics Ground States of Atoms: Periodic Table
    Excited States and Spectra
    了解原子的電子排列與組態
    光譜與原子的能階躍遷
     
    15 Statistical Physics The Difference Between Distinguishable and Indistinguishable Particles
    Classical statistical mechanics
    Quantum statistics
    古典與量子統計物理
  • 平時考
  •  
    16 Statistical Physics The Bose-Einstein Distribution
    The Fermi-Dirac Distribution
    A Fermion Gas
    了解Bose-Einstein 與 Fermi-Dirac Distribution
    及其應用: A Fermion Gas
     
    17 Molecular Physics The Ionic Bond and Covalent Bond
    Energy Levels and Spectra of Molecule
    離子鍵與共價鍵
    分子能階與分子光譜
  • 作業
  •  
    18 期末考 期末考 期末考
  • 期末考
  • 學期總成績
  •  

    教學要點概述:
    教材編選: ■ 自編教材 □ 教科書作者提供
    評量方法: 期末考:30%   期中考:30%   其他評量:5%   平時考:30%   作業:5%  
    教學資源: ■ 教材電子檔 □ 課程網站
    課程網站:網路大學 http://elearn.ttu.edu.tw/
    扣考規定:http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504

    大學部
    核心能力 期末考 期中考 其他評量 平時考 作業
    核心能力一 工科基礎:運用科學與工程原理於材料系統的能力 3/10 1 1 3 1 1
    核心能力二 材料專業:對於材料的結構、性質、製程及性能等有統合性的瞭解 3/10 1 1 3 1 1
    核心能力三 數據分析:具備實驗、統計和分析的能力,以解決材料選擇與設計所涉及之問題 2/10 2 2 2 2 2
    核心能力四 了解問題:認識當代材料科技所面臨之挑戰與問題 1/10 2 2 1 2 2
    核心能力五 持續學習:培養持續學習的習慣與能力 1/10 1 1 1 1 1