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「近代物理」課程旨在介紹20世紀以來物理學的重大突破，包括相對論和量子力學。本課程為「電子物理學士學位學程」必修課程之一，開放給全校非學程同學選修，也開放給校外人士隨班附讀。選修本課程的學生應具備微積分及普通物理的知識。
能力項目說明
1.理解近代物理與古典物理的不同
2.訓練獨立思考的能力，提升自身科學素養，亦可作為之後專業課程的基礎。
3.學習近代物理學在多學科領域及科技發展中的應用。
| 教學週次Course Week | 彈性補充教學週次Flexible Supplemental Instruction Week | 彈性補充教學類別Flexible Supplemental Instruction Type |
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週次 |
課程主題 |
課程內容與指定閱讀 |
教學活動與作業 |
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1 |
課程介紹 Introduction |
近代物理發展史 A Brief History of Modern Physics |
講述/習題 |
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2 |
中秋節放假 Mid-Autumn Festival |
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3 |
相對論 Relativity |
狹義相對論公設與結果、時間膨脹、長度收縮 Postulates and Consequences of Special Relativity, Time Dilation, Length Contraction |
講述/習題 |
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4 |
相對論 Relativity |
雙胞胎悖論、Lorentz變換 The Twin Paradox, The Lorentz Transformation |
講述/習題 |
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5 |
相對論 Relativity |
相對論性動量與能量、 廣義相對論 Relativistic Momentum and Energy, General Relativity |
講述/習題 |
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6 |
光波的粒子性 Particle Properties of Waves |
黑體輻射、光電效應、Compton效應、X光 Blackbody Radiation, Photoelectric Effect, Compton Effect, X-rays |
講述/習題 |
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7 |
物質的粒子性 The Particle Nature of Matter |
原子組成、原子光譜、Bohr原子模型、對應原理 The Composition of Atoms, Atomic Spectra, The Bohr Atom, The Correspondence Principle |
講述/習題 |
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8 |
粒子的波動性 Wave Properties of Particles |
de Broglie物質波、Heisenberg不確定性原理 de Broglie Waves, Heisenberg Uncertainty Principle |
講述/習題 |
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9 |
期中測驗 Midterm |
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10 |
量子力學 Quantum Mechanics |
波函數、Schrödinger方程式、一維系統 Wavefunction, Schrödinger's Equation, Quantum Mechanics in One Dimension |
講述/習題 |
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11 |
量子力學 Quantum Mechanics |
一維系統、期望值、觀察量與算符、穿隧效應 Quantum Mechanics in One Dimension, Expectation Values, Observables and Operators, Tunnel Effect |
講述/習題 |
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12 |
量子力學 Quantum Mechanics |
一維系統、期望值、觀察量與算符、穿隧效應 Quantum Mechanics in One Dimension, Expectation Values, Observables and Operators, Tunnel Effect |
講述/習題 |
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13 |
氫原子的量子力學 Quantum Theory of the Hydrogen Atom |
氫原子的Schrödinger 方程式、電子自旋 Schrödinger's Equation for the Hydrogen Atom, Electron Spin |
講述/習題 |
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14 |
氫原子的量子力學、多電子原子 Quantum Theory of the Hydrogen Atom, Many-Electron Atoms |
氫原子的Schrödinger 方程式、電子自旋、Pauli不相容原理 Schrödinger's Equation for the Hydrogen Atom, Electron Spin, The Pauli Exclusion Principle |
講述/習題 |
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15 |
統計力學 Statistical Mechanics |
Maxwell-Boltzmann 分布、Bose-Einstein和Fermi-Dirac統計 the Maxwell-Boltzmann Distribution, Bose-Einstein and Fermi-Dirac Statistics |
講述/習題 |
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16 |
期末測驗 Final Exam |
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17 |
自主總整學習 Capstone Self-Learning |
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18 |
自主總整學習 Capstone Self-Learning |
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作業 50%
期中測驗 20%
期末測驗 20%
出席率、討論、課堂測驗 10%
K. S. Krane, Modern Physics
R. A. Serway, C. J. Moses, C. A. Moyer, Modern Physics
A. Beiser, Concepts of Modern Physics
R. Feynman, R. Leighton, and M. Sands, The Feynman Lectures on Physics