科目綱要

 

物一

普通物理 General Physics

物一  必  (4-4)

本科目旨在使大一學生對物理的全貌有初步認識,內容包括:力學、熱力學、電磁學、光學和近代物理等。在課程中將廣泛應用微積分,使學生能更深入了解和分析各種物理現象,以建立研究自然的興趣和基礎。

 

微積分 Calculus

物一  必  (4-4)

本科目內容包括:實數性質、函數及其圖形、極限和連續、微分導數及相關的斜率、面積和體積等,使學生能掌握微積分的基本概念並用之。

普通化學 General Chemistry

物一  必  (3-3)
本科目的為各分科(如:分析、有機、無機、物化、生化等)之基礎,旨在解說原子及分子結構、化學鍵結與分子軌道,進而介紹化學反應的基本原理、反應速率、化學平衡、氧化還原等;並闡述週期表上各族元素之化性及變化原理。

普通物理學實驗 General Physics Laboratory

物一  必  (1-1)

本科目包含普通物理學基本概念之說明並訓練學生正確的實驗態度和物理計算之基礎方法。

 

普通化學實驗 General Chemistry Laboratory

物一  必  (1-1)

本科目包含普通化學基本概念之說明並訓練學生正確的實驗態度和基礎方法。

 

基礎實驗方法(甲)(乙) Elementsary Experfimental Methods (A)(B)

物一  選  (2-2)

科目(甲),旨在介紹現代實驗物理中,常用的儀器及方法。其目的為加深學生對實驗物理的認識,並進一步引發學生對實驗物理的興趣。課程內容包括:1.實驗物理發展史2.一般儀器學入門3.微電腦儀器學4.據擷取系統概論5.數據處理與分析方法。

科目(乙)旨在增進學生實驗方面的基本能力,內容大致分為:1.實驗之態度及經驗。2.實驗數據分析,這是最主要的部分,介紹內容包括誤差、平均值、標準差、誤差傳遞及各種機率分布,並討論如何由實驗數據找出各變因間的關係。3.電腦基本知識介紹,並實際用來分析數據。4.介紹一般儀器及若干專題實驗。

 

物二

力學 Mechanics
物二  必  (3-3)

本科目乃以牛頓力學為基礎,研討單質點與多質點系統的運動、各種振動、在有離心力的運動、碰撞、非慣性座標裡的動力學、剛體靜平衡、剛體的運動、非廣義座標、拉格朗日及漢彌耳頓函數,並應用於微小振盪系統分析及對稱性和守衡率。

電磁學 Electricity And Magnetism
物二  必  (3-3)

本科目以普通物理學及向量微積分為基礎,介紹在真空及介質中電磁的動靜性質。內容包括馬克斯威爾方程式、邊界條件、介質的電磁性、電磁波、導波管及電磁波源等。

 

應用數學(一)Applied Mathematics(I)

物二  必  (3-3)

本科目內容包括:1.常微分方程式之解法2.線性代數(向量空間、矩陣、行列式)3.向量分析(向量函數之微積分、線積分、面積分)4.一些偏微分方程式之解法(熱傳導方式、波動方程式、拉普拉斯方程式)。

熱物理(一)Thermal Physics (I)
物二  必  (3-0)

本科目只在介紹熱物理學的基本觀念及熱力系統的性質。首先講授溫度的意義與若干簡單熱力學系統,接著討論功、熱及熱力學第一定律及理想氣體及氣體動力論。根據實際的系統說明熱機、冷凍機及熱力學第二定律,並討論可逆性,凱氏溫標及熵。最後講述純物質系統及相變問題。

狹義相對論 Special Relativity

物二  必  (0-3)
本科目分兩大部份:(一)狹義相對論,包括光傳輸的疑難、對性的原理、時空間隔的測量、相對論性運動學、相對論性力學、電動力學;(二)量子論介紹,包括光子各種現象、原子物理、粒子與波之間二象性及古典量子論。

物理實驗(一)Physics Laboratory (I)

物二  必  (1-1)

學習基礎之電磁、流體、熱力學等物理性質與實際技巧進而激發研究物理的興趣。

 

天文學 Astronomy
物二  選  (3-0)

本科目的目的在使學生拓廣視野,認識宇宙,並體認天文學與物理學的密切關係。本科目地的主要內容包括:宇宙觀的演進、地球及太陽係豬興、太陽與恆星、星系及現代宇宙論。

 

電子儀表 Electronic Measurments
物二  選  (0-3)

本科目旨在介紹電子儀器的結構、工作原理及測量方法,使學生能配合電子學與電子試驗等課程,認識電子器見的特性及其應用,並學習電子測量技術。主要內容為:1.類比式交流與直流電表2.數位式電子儀器3.電子信號、產生儀器等4.示波器。

 

物三

量子物理 Quantum Physics

物三  必  (3-3)
本科目從黑體輻射、X光繞射、原子光譜、康普吞效應、電子繞射等等重要實驗引界量子論及其所面臨的二象性問題,並介紹量子力學的起源、發展、成就與其哲學。再將亮子力學應用到原子、分子、原子核、基本粒子及固態系統上,並注重其實驗的證明。

光學(一)Optics (I)

物三  必  (3-0)
本科目在介紹經典光學之理論,已幾何光學及物理光學中之干涉及繞射原理為講授重點。內容包括:波動之數學分析、電磁波理論提要、光線學之近軸近似及高階理論、波之疊加原理與光的偏極化現象、光波之干涉、繞射原理。

電子學實驗(一、二)Electronics Laboratory (I,II)

物三  必  (1-0)

 

電子學(一、二)Electronics (I,II)

物三  必選  (3-3)
科目(一)為電子科學的基礎課程。首先介紹無源物(元)件,諸如電阻、電感、及電容等的基本性質與其在電路中對各種參數(電流、電壓及功率)的效應。其次說明電能的產生、傳輸以及輸出電能的控制,使達到適當而有效的運作。科目(二)主要說明半導體元件各項基本物理性質,逐步自淺而深地介紹二極體、各電閘的真值表定義、符號及其電路功能、組合數位系統內各種積體電路的功能、分析與實際應用。

 

熱物理(二)Thermal Physics (II)

物三  選  (0-3)

本科目將熱物理(一)所學的熱力學定律和各種熱能,應用於探討固體的熱力性質、相變、化學反應、理想氣體反應、均相系統、低溫物理現象和一些特殊問題上,以瞭解物理現象的機制。

 

統計物理 Statistical Physics

物三  選  (0-3)

本科目從微觀的原子觀點出發,用統計的方法討論熱力學理的現象,說明巨觀物理量的意義及關連。首先介紹集的觀念,用配分函數討論一些系統的熱力學性質;然後討論Maxwell-Boltzman、Bose-Einstein、Fermi-Dirac三種統計;最後則簡單介紹氣體動力論及非平衡態熱力學。

理論物理導論(一、二)Introduction To Theoretical Physics (I,II)
物三  選  (3-3)

本科目(一)內容包括:1.介紹拉格朗日及運動方程式2.守衡律與對稱性3.粒子碰撞與運動方程式之解4.小振幅振盪5.剛體運動6.漢彌爾頓方程式與正則轉換。本科目(二)內容包括:1.狹義相對論2.電磁場中荷電質點之運動3.電磁場方程式4.馬克斯威爾方程式之張量表示5.常量電磁場6.電磁波7.運動值點之電磁輻射及8.廣義相對論。期使學生對理論物理的內含有更深的理解與掌握。

應用數學(二、三)Mathematics For Physics (II,III)
物三  選  (3-3)

本科目以微積分及應用數學(一)為基礎,主旨讓學生熟悉物理上常用的數學方式,培養計算及解題能力。本科目內容包括:向量場的為分和積分,向量空間,線性算符,本徵值問題,對角化問題,希伯特空間,富氏級數,富氏積分,廣義函數,複變函數論,餘值定理積分法,二階線性常微分方程及其級數解,正交函數,偏微分方程之種類及解法,特殊函數各論,格林函數,變分法,張量分析等。

計算物理(一、二)Computional Physics (I,II)

物三  選  (3-3)

本課旨在介紹物理上以計算機為主要工具的計算方法。計算在物理上佔著相當重要的地位;解決實際問題時,在設想出物理模型之後,必須依照物理定律,由可得到解析解,有些問題則必須訴諸數值解。求數值解有專門的方法與技術。本課以物理上實際個案配合基本理論,解釋如何把問題化約為運算法則(ALGORITHM),以便運用各種程式語言作為計算。計算機符號運算的能力,也可以用來取代繁雜而機械性的代數計算,求得解析解。在數值運算部分,我們將介紹一些基本的數值分析法,其中包括代數方程式的根,微分及積分的算法,微分方程式的求解,及矩陣的運算等等。這些方法可以應用到電磁學、流體力學、量子力學、散射等問題,及多體問題上。計算的過程及結果以圖形的方法來表示,可以增加學生對物理問題瞭解的深度。符號運算部分介紹Mathmatica語言之基本概念與功能,及其在數學與物理上的應用。其特殊觀念包括數式、函數、轉換規則、數值求值、串列等。其功能有Fortran、C、TEX、Postscript 輸出,圖形顯示。數學上之應用以微積分、線性代數、微分方程、微分幾何等為例;物理上之應用以力學、電磁學、重力場為例。

 

材料物理簡介 Materials Physics

物三  選  (0-3)
本科目以熱力學、固態物理為基礎,介紹材料科學的基本理論。分三大單元:1.晶體的結構與缺陷2.晶體之相變,除三相變化之外,還包括攜出、麻田、磁區、秩序變更、弦結分解、同素異形變更3.材料的機械性質,包括材料強化機構、滑移、疲乏和塑性變形。

物理學史專題 Topics On History Of Physics

物三  選  (0-3)
本科目由教師就物理學總的發展(如機械觀的興衰、古典物理的發展、近代物理的發展等)、物理學各主要領域(如力學、電磁學、熱學、光學等的發展)、重要物理觀念(如時間、空間、能量、交互作用、場、電子量元等)的發展或物理學史上的特殊事件的過程,選擇專題講授。學生需選擇有關的主題作一篇報告。

光學(二)Optics (II)

物三  選  (0-3)本科目在介紹近代光學的理論及應用,包括以電磁波原理討論光的干涉、繞射、同調性、全像攝影、光學資訊處理及光在晶體中的傳播與作用,並已近代物理原理討論原子光譜及雷射的理論及應用。

物四

書報討論(一、二)Seminar (I,II)

物四  必  (2-2)
本科目由學生找出題目,經教師核定;或由教師直接提供題目,學生從中選擇,自行翻查相關之資料,瞭解其內容,整理出完整的報告,在排定的時間裡,將自己對題目所知的知識作有條理的口頭報告,並接受現場師生詰問,於學期結束前,將報告交出一併評分。

 

物理實驗(二)Physics Laboratory(II)

物四  必  (2-2)

(一)近代物理實驗 (Modern Physics Experiment)

主旨在增強學生對近代物理之瞭解及學習實驗技術。實驗項目含:密立根油滴實驗、佛朗克-霍茲實驗、塞曼效應、原子光譜之精細結構、電子繞射、電子自旋共振、光電效應、霍爾效應(金屬及半導體)、能帶間隙實驗、γ-衰變實驗、及x-光實驗等,及專題實驗:鎖相放大器、原子力及掃描穿隧顯微鏡、高溫超導體及超導現象實驗。

(二)光學實驗 (Optics Experiment)

本科目旨在訓練學生光學實驗之基本能力,並加強動手實做能力的培養,從而應用於各光學專題實驗。內容分為兩部份:Ⅰ、基礎光學實驗:(1)對光軸、調針孔、調平行光 (2)測量凹、凸透鏡暨組合透鏡之焦距(3)偏振光測量(4)觀察雷射同調長度 (5)自製單、雙狹縫暨測量單、雙狹縫及光柵之干涉、繞射(6)照相機實驗;Ⅱ、專題實驗:(1)光速測量(2)塑膠光纖、雷射與光纖通訊(3)光譜分析(4)微波實驗(5)全像攝影(6)稜鏡分光(7)空間過濾 (8)Michelson干涉實驗(9)雷射測距...等。

 

應用光學 Applied Optics
物四  選  (3-3)

本科目內容包括:透鏡之像差理論(一級像差、三級像差等),光線追跡理論,光學系統之最佳化,及各種光電系統之介紹。光譜方面:光譜基本原理,光譜儀器(分光儀、CCD偵測器、雷射光源),拉曼及電漿光譜等介紹。光電材料方面:各種光電材料,包括:雙折射材料,如:液晶及旋光性材料等介紹。

量子力學(一、二)Quantum Mechanics (I,II)

物四  選  (3-3)

本科目主旨在讓學生能在量子論較偏重直觀的認識基礎上,熟悉量子力學的數理架構,以薛丁格方程式為基本工具討論原子及次原子層級裡的量子現象。本科目的內容包括算符的物理意義、薛丁格方程式的簡單應用、簡諧振盪、原子模型、各種表相及其轉換、同粒子系統、微擾近似法、變分近似法、WKB近似法、散射問題,電磁與原子互相作用等。

原子核物理 Nuclear Physics

物四  選  (3-0)

本科目主旨一方面式量子論和量子力學的理論與方法的實際應用,令一方面是介紹原子核理論至於課程內容,原子核理論包括:原子核的基本性質(質量、大小、電荷、自旋、電磁矩等),各種原子核模型,核衰變,核反應,核力,同重(位)旋等。

 

基本粒子 Particle

物四  選  (0-3)
本科目主旨一方面式量子論和量子力學的理論與方法的實際應用,令一方面是介紹基本粒子物理的基本性質。基本粒子部分包括:基本粒子及基本作用力分類,對稱與守恆律,電磁作用,弱核作用,強核作用,夸克模型,規範理論,電弱理論的標準模型,量子色動力學,大統一理論。

雷射物理 Laser Physics

物四  選  (2-0)
本科目主要界射雷射的發生理論及裝置原理,以瞭解雷射活性物質能階特有結構、雷射光的特性及其在學術研究、工業、醫療、農牧、軍事、環境等各方面的應用。

 

電子學(三)Electronics(III)
物四  選  (3-0)

本科目闡述電子放大器反餽的觀念及頻率響應,並說明運算放大器元件的構造,功能與應用,進而組成不同特性的電路。令介紹波形修整電路與產生器,導出公式與證明其特性。

 

專題研究 Researh Programs

物四  選  (2-2)

本科目分甲乙丙,為二至四年級學生修習。學生需與指導教師事先商定題材始能修習本科目。題目多半由教師提供,由教師指導其資料之搜尋,並於約定時間向指導教師報告研習心得,再就所選題材研討之,於課程結束時繳交一份論文格式之研究報告。

 

固態物理(一、二)Solid State Physics (I,II)

物四  選  (3-3)
本科目根據晶體的結構理解固體的電、磁、振動和熱力性質,包括能帶理論、半導體、電漿、超導磁性物質和磁共振等。

 

生醫物理與工程專題 Topics In Biomedical Physics And Engineering

物四  選  (2-0)
採專題方式介紹近代生醫工程及詮釋傳統醫學的現代觀,並以專題實驗體會其意義,內容概分為經典中醫經絡系統,理念及臨床實踐,西方的同類療法及伏爾電針。目前的電針及經穴的研究與發展,呼吸力學,X光診療,心電圖,電腦斷層掃描,核磁共振與造影,渾沌學說與碎維的應用,血液流變與超音波等專題斟酌介紹。

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