FM-波濤洶湧的量子革命(下)
教師: 高崇文
2022/01/03~2023/12/31
5小時/9週 (報名結束)

摘要

隨選隨學!Let's have fun with this MOOC:波濤洶湧的量子革命(下)​!

(本課程隨選隨學,僅提供課程影片,無授課教師與助教參與,也不開放測驗、討論區、與證書等功能。)

量子物理向來以抽象艱深聞名,常令非物理專業的人為之卻步。其實量子物理之所以發展出高度抽象的數學架構,完全是因為科學家在面對無法以熟悉的古典物理來解決的難題時,無所不用其極地探索以後才逐漸產生的。要一探量子物理的奧秘,最佳的途徑乃是循著這些傑出的科學家當年思索的軌跡,自然會有"山窮水盡疑無路,柳暗花明又一村"豁然開朗之感,所以我們嘗試以回顧量子物理的發展,來掌握量子物理的核心概念,並領略到為何二十世紀初的這場知識革命如此地新奇,如此地超乎一般人的想像。

課程目標

以人物為中心,將錯綜複雜的量子力學形成的過程以輕鬆的方式來呈現。希望讓一般的學生都能領略科學之美。期待讓學生能產生興趣進而自行尋找相關資料來學習。

授課教師

高崇文老師

學歷

美國馬里蘭大學物理博士

經歷

現任:

中原大學教授

中原高能中心主任

交通大學兼任教授

中央大學兼任教授

曾任:

德國法蘭克福大學宏博學者

英國曼徹斯特大學博士後研究員

美國北卡羅來納州立大學博士後研究員

臺灣國家理論中心物理組中心學者

中原大學副教授

課程進度表

單元 1:未知之光

單元 2:精益求精

單元 3:濃霧般的謎團

單元 4:自旋物語

單元 5:振子交響曲

單元 6:矩陣力學

單元 7:波動力學

單元 8:華山論劍

單元 9:新天新地

課程內容

二十一世紀知識爆炸的時代,網路上遍布許多古典物理學的知識與資訊,滿滿物理學家的歷史,以及字裡行間充滿枯燥乏味的方程式,如何能用有趣又生活化的方式來瞭解量子物理學,將是本課程的主要的目標。

本課程以量子力學之歷史人物為中心,並將錯綜複雜的量子力學形成的過程以輕鬆講解的方式呈現,適時參雜歷史人物的生活小故事以及與天文學相關知識引起興趣,也讓學習者對於教材內容更為印象深刻。每周課程第三單元內容為當週課程教材於生活中應用之例子,或是有關當週課程主題之趣味故事,期待讓學生能產生興趣進而自行尋找相關資料來學習。

週次

主題

教學單元影片

1

未知之光

X光的發現

莫理斯與原子序

DNA

2

精益求精

索末菲爾模型

氫原子精細結構

索末菲爾與他的學生們

3

濃霧般的謎團

氦原子光譜

異常季曼效應

蘭德模型

4

自旋物語

神秘的二分之一

包立不相容原理

原子核的自旋

5

振子交響曲

波散與振子

對應原理

BKS

6

矩陣力學

εύρηκα

矩陣出現了

矩陣力學

7

波動力學

巴黎寄來的博士論文

薛丁格方程式

波動力學

8

華山論劍

測不準原理

索維威會議

量子糾纏

9

新天新地

量子革命

康莊大道

下一次的革命

上課形式

「波濤洶湧的量子革命(下)」課程一共九週。每週主題共3個小單元,第1&2單元為主要課程內容,第3單元課程內容偏向當週主題課程之延伸應用的補充單元。每個單元提供一段10分鐘的視頻。

評分標準

本課程不開放測驗與證書。

通過標準


課程及格標準:100分滿分:100分

先修科目或先備能力

學習對象:

對於量子物理科學極有興趣,只需具備高中基礎物理之先備知識即可,適合想要瞭解量子物理學的來龍去脈、卻苦無門路的學習者,是絕佳的入門課程。

先備知識:

對於量子物理科學極有興趣,並具備高中基礎物理為佳。