暑修普物 課程大綱

 

建立銜接專門的基礎學科(古典力學、電磁學、熱力學、量子物理)

 

第一學期

學期前言

力學與熱學之原理與應用的介紹,認識動量、能量、能量轉換

 

第一週 力學 I 直線運動

第一天 (0705) 運動方程式與力學的建立:牛頓運動定律、加速度、功、位能

第二天 (0706) 非保守力與非慣性座標系:摩擦力、空氣阻力與終端速度、離心力

第三天 (0707) 質點系統、碰撞、線動量守恆

 

 

第二週 力學 II 轉動運動

第一天 (0712) 角速度、轉動慣量、轉動動能

第二天 (0713) 滾動、力矩、角動量守恆

第三天 (0714) 平衡、彈性 與 重力

 

 

第三週 振動、波動與流動

第一天 (0719) 振盪與簡諧運動、阻尼、共振

第二天 (0720) 波動、弦波、波動方程式、聲波、都卜勒效應 (轉學考停課一次,第五週補課)

相速度與群速度

第三天 (0721) 流體 (CMR 台東,預先補課)

 

 

第四週 熱學(熱與分子動態)(考慮是否先講氣體動力)

第一天 (0726) 溫度、熱與熱力學第一定律

第二天 (0727) 氣體動力論

第三天 (0728) 熵與熱力學第二定律

 

 

第五週 期末複習與討論(六小時,即一天半)

第一天 (0802)

第二天上午 (0803) 期末考

 

 

 

第二學期

學期前言

電學與光學的原理與應用

 

第一週 電學 I 電力

第一天 (0809) 電荷、電場、電偶極

第二天 (0810) 高斯定律與電位勢

第三天 (0811) 電容、電阻、電流,所形成的 RC 電路

基本電路知識(電池、串聯、並聯、電阻、電位)

城市的電力配送

物質的電性、壓電效應、電阻與電導的簡單模型的

 

 

第二週 電學 II 磁力

第一天 (0816) 磁力與磁場

物質的磁性

電流對磁針影響(Oersted 1802)

安培的貢獻(靜磁學)

link1 、直線電導線間的電動力,「當這兩條導線上的電流方向相同,則導線互相吸引;反之,當電流方向相反時,導線互相排斥。其吸引力或排斥力與導線之間距離的平方成反比。」後來,這稱為 「安培定律」(Ampere's Law)

法拉第的貢獻

地磁的發生,電動機原理

 

第二天 (0817) 電感、 RLC 電路與交流電

 

第三天 (0818) 馬克斯威爾方程式的建立(物質磁性的新認識)與電磁波

 

形形色色的電磁波:無線電波(電離層反射)、X-光、遠紅外線、紅外線透視、微波

 

 

第三週 光學

第一天 (0823) 幾何光學

古文明的光學(墨經、伊斯蘭)

成像、針孔

焦點、焦距

反射、折射、全反射

相機、光圈、快門、消色差

光學望遠鏡與顯微鏡的故事:反射望遠鏡的故事

光碟機堛漸b圓柱透鏡與回饋機制

光纖、全反射與折射率工程(為何較寬的光纖予許的頻寬較大?)

看遠或看近,眼睛何者較輕鬆?

 

第二天 (0824) 波動光學

惠更斯原理

折射

干涉

繞射(雙狹縫、單狹縫)

全像術

 

第三天 (0825) 量子光學

光電效應

光譜、

色彩(視覺與立體眼鏡)、葉綠素

雷射

 

 

第四週 近代物理

第一天 (0830) 相對的時空

 

第二天 (0831) 熱幅射與量子(統計分佈的觀念)

 

第三天 (0901) 原子的結構(與物質的導電性)(提前補課)

 

 

第五週 波粒二元性

第一天 (0906) 物質波與薛丁格方程式

第二天上午 (0907) 大霹靂與基本粒子(含總複習)