交通大學交通大學 李威儀李威儀

一片花飛減卻春 風飄萬點正愁人且看欲盡花經眼 莫厭傷多酒入唇江上小堂巢翡翠 苑邊高塚臥麒麟細推物理須行樂 何用浮名絆此生

杜甫 曲江對酒

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Dr. Wei-I Lee李威儀 博士國立交通大學

電子物理系 教授

PHYSICS物理

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天 體天 體

原子尺度( Atomic Scale )

原子尺度( Atomic Scale )

光速( Velocityof Light )

光速( Velocityof Light )日常生活的物體日常生活的物體

增加速度

增加質量

縮減

大小

量子力學( QuantumMechanics )

量子力學( QuantumMechanics )

特殊相對論( Special

Relativity )

特殊相對論( Special

Relativity )

廣義相對論( GeneralRelativity )

廣義相對論( GeneralRelativity )

牛頓力學( Newton

Mechanics )

牛頓力學( Newton

Mechanics )

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配合教育部五年五百億補助 ─ 理學院開發新式基礎物理課程教材計劃

教材設計 : College Physics Developed For Nano-Science and Optoelectronic Applications

適合對象 : 大一理工科系學生

設計理念 : 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 ( 除非是主修與物理或電子材料相關科系的學生 ) ， 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 ( 註 : 他們對相對論的理解往往還比較多 ) 。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。此一課程的目的即在設計一包含量子力學觀念及其應用的基礎物理教學內容。

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理學院開發新式基礎物理課程教材計劃

教材名稱 : College Physics Developed For Nano-Science and Optoelectronic Applications

適合對象 : 大一理工科系學生

教材特色 :

(1) 以高中物理為基礎。

(2) 避免過度涉入古典物理之細節。

(3) 強調古典物理中對發展量子力學及光電理論有重要性的觀念。

(4) 導入及介紹量子力學。

(5) 配合歷史發展設計課程內容，不只讓學生知道結果，也要讓學生了解物理學及量子力學

的思考方法及發展過程。

(6) 以“將理論落實於應用”為目標，幫助學生了解量子力學對現代科技的重要性。

(7) 總結目標 使大一理工科系學生能在一年的基礎物理課程中獲得完整的量子力學概

念以及了解量子力學在發展現代奈米科學及光電技術上的重要性。

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以“將理論落實於應用”為目標

具體目標 修完這門課將至少可以了解以下幾種現代科技產品的原理或特性 :

雷射

奈米材料

半導體電子元件 ( 包括二極體、電晶體及積體電路 )

半導體光電元件 ( 包括發光二極體、半導體雷射及太陽電池 )

( 這些都是傳統基礎物理教學沒有涵蓋的內容 )

ClassicalMechanics

Thermo-dynamics

Wave

Eelectro-magnetics

ClassicalPhysics

QuantumMechanics

Solid StatePhysics

SemiconductorPhysics

IntegratedCircuits

課程範圍 ( 二學期 )

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Check “e-campus”every

(1) Monday 1 pm

(2) Thursday 1 pm

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• Text Book : “Physics for Computer Science Students”–Author : N Garcia and A Damask

• Lecturer : Prof. Wei-I Lee Office : 工程六館 EF459

• Grading Policy :–9 quizes, count 7 4% x 7 = 28%

•Previous lecture content•Exercise assigned in the lecture

–2 exams 25% x 2 = 50%

–1 project 22%

–Optional Oral•To find Einstein or geniuses who don’t like to attend classes•If take oral, all previous records erased•Score can be higher or lower than the previous score

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宋源根 , 許廷力

Office : 工六館 ˙EF 753 ( 李老師俱樂部 )

Office Tel. : x - 56151

Office Hours : Monday or Tuesday daytime (待定)

Wednesday or Thursday nighttime (待定)

T.A.

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• 在學校應該學到什麼 ?

–態度–方法–內容

• 做學問時最重要的態度應該包括什麼 ?

–誠實–負責–好奇 / 懷疑–追根究底

• 做學問的最基本方法是什麼 ?

–邏輯 ( 例如 : 觀察歸納 (induction)演譯 ( deduction )假設實驗證明 )

The history or science is a perpetual sequenceof conjectures and refutations.

科學史就是一連串假設的提出與推翻

天 體天 體

原子尺度( Atomic Scale )

原子尺度( Atomic Scale )

光速( Velocityof Light )

光速( Velocityof Light )日常生活的物體

日常生活的物體

增加速度

增加質量

縮減

大小

量子力學( QuantumMechanics )

量子力學( QuantumMechanics )

特殊相對論( Special

Relativity )

特殊相對論( Special

Relativity )

廣義相對論( GeneralRelativity )

廣義相對論( GeneralRelativity )

牛頓力學( Newton

Mechanics )

牛頓力學( Newton

Mechanics )

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• 這門課會談到什麼 ?

會談到物裡的 定裡 , 定律觀念應用重要人事趣味

• 教這門課的目的是什麼 ?

經由介紹

1. 物理概念的發展過程

及

2. 部分重要的應用實例

幫助大家了解

1. 物理研究的思考模式

( 物理人思考問題的態度和方法 )

2. 一些經由物理研究導致的重要應用

( 物理是有趣的、是有用的 )