專班課程
不開放自由選修
大學物理- 從古文明到半導體 (二)
教師: 李威儀

2017/02/16 ~ 2017/06/23
(報名結束)

摘要

報名期間為: 2017/2/16 (四) 早上10:00- 2017/2/20 (一) 17:00。本課程不對外開放,報名者限: 修李威儀老師物理二之交大學生

本課程的教學目標如下: 自1950年代雷射及半導體元件的發明以來,量子力學的應用幾乎是無孔不入。近十年來,由於奈米材料的快速發展,更凸顯出量子力學的重要地位。但是對大多數國內的理工科系學生而言,由於他們在大一基礎物理課程中沒有接觸量子力學,而在大二以後,更鮮有修習量子力學相關課程的機會,因此對量子力學幾乎是毫無理解。但是,從事理工相關工作的現代高級知識份子對量子力學實在應該有基本的了解,如此方能對經常面對的現代科技產品有起碼的認識,也較能掌握未來科技發展的趨勢。對某些學生而言,與其在大一基礎物理課程中耗費太多的時間鑽研更深入的古典物理,可能不如將時間投入介紹量子力學的觀念及其各式應用。然而,目前絕大部分的基礎物理課本及教材都將主要篇幅集中於古典物理現象的探討,即使有觸及近代物理觀念者,也僅只討論極為粗淺的量子化觀念,而未能對量子力學及其應用作有系統的介紹。此門課的目的即在以兩學期的課程,設計一包含量子力學觀念及其應用的基礎物理教學內容。

課程目標

物理(二)的具體教學目標 :

  1. 導入及介紹量子力學
  2. 配合歷史發展設計課程內容,不只讓學生知道結果,也要讓學生瞭解物理學及量子力學的思考方法及過程
  3. 以“將理論落實於應用”為目標,幫助學生瞭解量子力學對現代科技的重要性
  4. 使大一理工科系學生能在基礎物理課程中獲得完整的量子力學概念以及瞭解量子力學在發展現代奈米科學及光電技術上的重要性。並使學生在修完這門課後將至少可以瞭解以下幾種現代科技產品的原理或特性 :(1)雷射,(2)奈米材料, (3)半導體電子元(包括二極體,電晶體及積體電路)及(4)半導體光電元件(包括發光二極體,半導體雷射及太陽電池)

授課教師

李威儀

國立交通大學電子物理系教授

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課程進度表

第1週:第十七章 量子觀念的肇始

第2週:第十七章 量子觀念的肇始

第3週:第十八章 原子模型、第十九章 量子力學的基本假設

第4週:第十八章 原子模型、第十九章 量子力學的基本假設

第5週:第二十章 量子力學的處理方法

第6週:第二十章 量子力學的處理方法

第7週:第二十一章 量子力學用於原子結構、第二十二章 鍵結與晶體結構

第8週:第二十一章 量子力學用於原子結構、第二十二章 鍵結與晶體結構

第9週:期中考、第二十三章 固體的自由電子理論

第10週:第二十三章 固體的自由電子理論

第11週:第二十四章 固體的能帶理論

第12週:第二十四章 固體的能帶理論

第13週:第二十五章 半導體材料

第14週:第二十五章 半導體材料

第15週:第二十六章 半導體元件、第二十七章 半導體製程

第16週:第二十六章 半導體元件、第二十七章 半導體製程

第17週:期末考

評分標準

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通過標準


課程及格標準:60分滿分:100分

先修科目或先備能力

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建議參考書目

“Physics for Computer Science Students” by N Garcia and A Damask