专班课程 不开放自由选修
半导体概论（一）-量子理论的发展（2019物理科学人才培育春季班）
教师: 李威儀
国立交通大学
2019/03/11
36时数/18周次 (报名结束)
概要
课程目标
授课教师
课程进度表
课程内容
上课形式
评分标准

概要

本课程提供免费试阅片段，敬请点击下方试阅：

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Ø 本次课程目前仅开放给人才培育计划录取学生。

Ø 报名资格：班排名前20%的国高中职在校生(特殊班及检附推荐函者不在此限)

Ø 若欲报名课程，请至计划网站报名，相关信息请参考网站说明与介绍。

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Ø 课程简介

自1950年代半导体组件的发明以來，半导体的应用是无孔不入。而要了解半导体，就需要了解量子力学。近二十年來，由于奈米材料的快速发展，更凸显出量子力学的重要地位。但是对大多數国内学习理工的学生而言，由于他们在基础物理课程中没有接触量子力学，更少有修习量子力学相关课程的机会，因此对量子理论几乎是毫无理解。但是，从事理工相关工作的现代知識份子，对量子力学实在应该要有基本的了解，如此方能对经常面对的现代科技产品有起码的认識，也较能掌握未來科技发展的趋势。对某些学生而言，与其耗费太多的时间钻研更深入的古典物理，可能还不如将时间投入认识量子力学的基本观念及其各式应用。此门课程的目的即在设计一包含介绍量子力学观念及其应用的基础物理教学，修完这门课程之后，即可以继续修习「半导体概论(二) – 半导体原理与组件」。(注:做为参考，这门课程与「半导体概论(二) – 半导体原理与组件」原是安排在国立交通大学一年级下学期的课程。)

要修习这门课程，应该要先学过基础的古典物理，对牛顿力学、热力学、波动、光学及电磁学有基本的了解。另外，需要先学过基础微积分，特别是微分的部分。

课程目标

具體教學目標 :

  1. 導入及介紹量子力學的觀念
  2. 配合歷史發展設計課程內容，不只讓學生知道結果，也要讓學生瞭解量子理論的思考方法及過程
  3. 讓學生了解量子理論與古典物理的主要不同處。
  4. 為後續課程「半導體概論(二) – 半導體原理與元件」打下學習基礎。
  5. 使學生能在基礎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及後續的「半導體概論(二)–半導體原理與元件」後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)

授课教师

李威儀

國立交通大學 電子物理系教授

學歷：

國立交通大學電子物理系學士

美國Univ. of Wisconsin – Madison 電機碩士

美國Rensselaer Polytechnic Inst. 電機博士

經歷：

美國Varian Association Research Center工程師

國立交通大學電子物理系 教授

交大高等教育開放資源研究中心 主任

專長：

半導體物理與元件

课程进度表

1 Section:ewant平台简单上手

2 Section:量子观念的肇始

3 Section:量子观念的肇始

4 Section:原子模型

5 Section:原子模型

6 Section:量子力学的基本假设

7 Section:量子力学的基本假设

8 Section:量子力学的处理方法

9 Section:量子力学的处理方法

10 Section:量子力学用于原子结构

11 Section:量子力学用于原子结构

12 Section:键结与晶体结构

13 Section:键结与晶体结构

14 Section:复习周

15 Section:2019/6/15物理科学人才培育计划实体面授课照片

课程内容

每周课程进度

周次

单元主题

第1周

ewant平台简单上手：熟悉在线平台的操作及学习功能 (3/03 – 3/09)

第2周

第一章( Chapter1):量子观念的肇始(Beginning of the Quantum Story) (3/10 – 3/16)

第3周

第一章( Chapter1):量子观念的肇始(Beginning of the Quantum Story) (3/17 – 3/23)

3/23(六)

第一次在线即时交互

第4-5周

第二章( Chapter 2 ) : 原子模型( Atomic Models ) (3/24 – 4/06)

第6周

第一次在线测验 ( – 5/5)

第6-7周

第三章( Chapter 3 ) : 量子力学的基本假设( Fundamental Principles of Quantum Mechanics ) (4/07 – 4/20)

第8-9周

第四章( Chapter 4 ) : 量子力学的处理方法( Introduction to the Method of QM ) (4/21 – 5/04)

5/04(六)

第二次在线即时交互

第10周

第二次在线测验 (5/06 – 5/19)

第10-11周

第五章( Chapter 5 ) : 量子力学用于原子结构( QM of Atoms ) (5/05 – 5/18)

第12-13周

第六章( Chapter 6 ) : 键结与晶体结构 ( Crystal Structures & Bonding in Solids ) (5/19 – 6/01)

6/01(六)

第三次在线即时交互

第14周第三次在线测验 (6/03 – 6/14)

6/15(六)

期末面授与实体测验

课程直播及面授时间表

日期

主题内容

交互方式

03/23(六)13:30–15:00

第一至二章复习

在线即时交互

05/04(六)13:30–15:00

第三至四章复习

在线即时交互

06/01(六)13:30–15:00

第五至六章复习

在线即时交互

06/15(六)10:00–15:00

期末面授与实体测验

实体面授课堂

上课形式

網路課程提供完整課程影音、線上教材與線下評量活動，並配合網路直播見面課與期末實體課堂。

评分标准

課程證書將分為學習證書及結業證書，差異在是否有完整參與本計畫之培訓，以下說明：

1.【修業證書】：學生依照進度看課完畢，且達到線上評量標準，但未參與期末實體面授課程(期末評量)，可獲得學習證書。

  • 線上評量測驗： 三次 (每兩章結束後會有一次線上測驗)，佔100%

 

2. 【結業證書】：學生依照進度看課完畢，完成線上評量，並參與期末面授課程(期末評量)，通過評量標準後頒予國立交通大學之結業證書。

  • 線上評量測驗： 三次 (每兩章結束後會有一次線上測驗)，佔30%
  • 實體期末考：佔70%

※ 本計畫將舉行一次期末實體面授，地點將訂於國立交通大學(詳細地點將另外確認)。

※成績將於實體面授課後20個工作天內發佈。

※證書將於公佈成績後20個工作天內寄發。

通过标准


课程及格标准:60分满分：100分

先修科目或先备能力

要修習這門課程，應該要先學過基礎的古典物理，對牛頓力學、熱力學、波動、光學及電磁學有基本的了解。另外，需要先學過基礎微積分，特別是微分的部分。

建议参考书目

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

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