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Physics II - 108 Academic Year

物理(二) -108學年度

本課程是由 國立陽明交通大學電子物理系提供。

一門嚴謹完整的大一普通物理課程，除呈現物理現象外，更重要教導物理現象背後可使用的數學模型，課程中強調微分、積分、微分方程及向量微積分等數學技巧，用這些數學技巧來探索物理世界。是一門針對高中畢業生走向科學、工程專業研究領域的引導課程。

參考課程用書：PHYSICS for Scientists and Engineers with Modern Physics，第九版(9th edition) by John W. Jewett, Jr. and Raymond A. Serway
為求學習成效完美，請購買課本！

授課教師 電子物理系 簡紋濱老師
課程學分 4學分
授課年度 107學年度
授課對象 大學生、研究生
預備知識 高中數學、高中物理
課程提供 課程影音   課程綱要 

週次課程內容課程影音課程下載
22.1 歷史
22.2 能帶圖介紹
22.3 同性電荷之間的排斥力
22.4 電荷單位
22.5 電荷守恆
22.6 庫倫定律		線上觀看MP4下載
22.7 庫倫定律與距離平方成反比
22.8 電力與電場
22.9 電場大小及方向
22.10 電力線
22.11 範例		線上觀看MP4下載
22.11 範例線上觀看MP4下載
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23.1 歷史
23.2 電通量
23.3 淨電通量
23.4 點電荷之淨電通量
23.5 高斯定律		線上觀看MP4下載
23.6 利用高斯定律計算電場
23.7 電場與電位能
23.8 導體
23.9 範例		線上觀看MP4下載
23.9 範例線上觀看MP4下載
24.1 歷史
24.2 電位能
24.3 均勻電場之電位
24.4 Potential of Discrete Charges
24.5 電場推導
24.6 梯度計算		線上觀看MP4下載
24.6 梯度計算
24.7 電子荷質比
24.8 測量電子電荷
24.9 範例		線上觀看MP4下載
24.9 範例線上觀看MP4下載
24.9 範例線上觀看MP4下載
25.1 歷史
25.2 電容
25.3 電容計算
25.4 等效電容		線上觀看MP4下載
25.4 等效電容
25.5 電容儲能
25.6 介電質		線上觀看MP4下載
25.7 電偶極
25.8 範例		線上觀看MP4下載
25.8 範例線上觀看MP4下載
26.1 歷史
26.2 電流
26.3 電阻
26.4 功率		線上觀看MP4下載
26.3 電阻
26.5 超導體
26.6 範例		線上觀看MP4下載
26.6 範例線上觀看MP4下載
27.1 直流電路
27.2 串聯與並聯電阻
27.3 柯西荷夫定律
27.4 RC電路		線上觀看MP4下載
27.4 RC電路
27.5 電錶
27.6 範例		線上觀看MP4下載
27.6 範例線上觀看MP4下載
28.1 歷史
28.2 勞倫茲定律		線上觀看MP4下載
28.3 螺線管運動
28.4 勞倫茲力應用
28.5 勞倫茲力作用於載流導線		線上觀看MP4下載
28.6 電流迴路上的力矩
28.7 霍爾效應
28.8 範例		線上觀看MP4下載
28.8 範例線上觀看MP4下載
29.1 歷史
29.2 磁場		線上觀看MP4下載
29.3 安培定律
29.4 磁場的高斯定律
29.5 磁力
29.6 螺線管		線上觀看MP4下載
29.6 螺線管
29.7 原子的磁性
29.8 範例		線上觀看MP4下載
29.8 範例線上觀看MP4下載
30.1 電場與磁場
30.2 法拉第定律
30.3 感應電動勢		線上觀看MP4下載
30.4 冷次定律
30.5 感應電場
30.6 法拉第定律應用-發電機
30.7 法拉第定律應用-渦電流		線上觀看MP4下載
30.8 範例線上觀看MP4下載
30.8 範例線上觀看MP4下載
31.1 電感
31.2 RL電路
31.3 磁場能量		線上觀看MP4下載
31.4 互感
31.5 LC電路中的振盪		線上觀看MP4下載
31.5 LC電路中的振盪
31.6 RLC電路
31.7 範例		線上觀看MP4下載
31.7 範例線上觀看MP4下載
32.1 交流電
32.2 交流電路中的電壓
32.3 交流電路中的電阻
32.4 交流電路中的電感		線上觀看MP4下載
32.5 交流電路中電阻的相量概念
32.6 RLC電路
32.7 電壓源提供的功率		線上觀看MP4下載
32.8 電阻消耗的功率
32.9 RLC電路中的簡諧振盪
32.10 變壓器
32.11 範例		線上觀看MP4下載
32.11 範例線上觀看MP4下載
33.1 歷史
33.2 馬克斯威爾對安培定律的修正
33.3 電磁波
33.4 赫茲實驗
33.5 平面波		線上觀看MP4下載
33.6 真空中的電磁波
33.7 波函數		線上觀看MP4下載
33.8 電磁波的光強度和能量密度
33.9 動量與光壓
33.10 鏡面反射與雷射鑷夾
33.11 電磁波產生		線上觀看MP4下載
33.12 電磁波光譜
33.13 範例		線上觀看MP4下載
33.13 範例線上觀看MP4下載
34.1 光的性質線上觀看MP4下載
34.1 光的性質
34.2 光的傳遞		線上觀看MP4下載
34.3 全反射
34.4 範例		線上觀看MP4下載
36.1 干涉條件
36.2 疊加與干涉
36.3 時間延遲或路徑差造成的相位差
36.4 雙狹縫干涉的概念
36.5 雙狹縫干涉		線上觀看MP4下載
36.5 雙狹縫干涉
36.6 相量
36.7 反射引起的相位變化
36.8 電影的中干涉
36.9 麥克遜干涉儀		線上觀看MP4下載
36.10 範例線上觀看MP4下載
37.1 單狹縫繞射線上觀看MP4下載
37.2 雙狹縫繞射圖形
37.3 最小視角
37.4 光柵		線上觀看MP4下載
37.5 X光繞射
37.6 X光粉末繞射		線上觀看MP4下載
37.7 穿透式電子顯微鏡
37.8 偏振器和通過選擇吸收/反射光波的振盪
37.9 透過反射-布魯斯條件的極化
37.10 範例		線上觀看MP4下載
37.10 範例線上觀看MP4下載
38.1 伽利略相對論
38.2 乙太
38.3 相對論		線上觀看MP4下載
38.4 同步性
38.5 狹義相對論		線上觀看MP4下載
38.6 狹義相對論
38.7 時空圖
38.8 勞倫茲轉換方程式		線上觀看MP4下載
38.9 速度轉換
38.10 動量與能量
38.11 質量與能量		線上觀看MP4下載
38.10 動量與能量
38.12 廣義相對論
38.13 範例		線上觀看MP4下載
38.13 範例線上觀看MP4下載
39.1 黑體輻射
39.2 基本概念-量子		線上觀看MP4下載
39.2 基本概念-量子
39.3 基本概念-動量空間
39.4 強度分布與溫度的相關性
39.5 史帝芬定律		線上觀看MP4下載
39.2 光能量量子化-光子
39.3 光粒子		線上觀看MP4下載
39.8 波粒二相性線上觀看MP4下載
39.9 相速度與群速度
39.10 群速度計算
39.11 電磁波與粒子的速度
39.12 電磁波與物質波		線上觀看MP4下載
39.9 測不準原理
39.10 傅立葉轉換
39.11 測不準最佳值
39.12 其他測不準方程式		線上觀看MP4下載
39.17 範例線上觀看MP4下載

課程目標

本課程的教學目標如下：物理上學期課程包括數學能力、運動學、牛頓力學、圓周運動、能量與動量守恆、轉動動量、靜力平衡、重力、流體力學、振動、波動、聲波、熱力學。
(1) 介紹基本的物理領域範圍的知識
(2) 使用物理圖像來解釋物理機制
(3) 強調微積分、向量微積分等數學技巧在物理領域的應用
(4) 融合物理知識在生活層面的應用
(5) 在此基礎課程中引入半導體物理、奈米科學與量子物理的概念

 

課程章節

章節 章節內容
第二十二章電荷、庫倫定律與電場Electric FieldsHistory
Energy Band Diagram Introduced
Repulsive Forces between Charges of Same-Polarity
Unit of Charges
Charge Conservation
Coulomb's Law
The Law of Inverse Square of Distance
From Electric Force to Electric Field
Direction and Magnitude of Electric Field
Electric Field Lines
第二十三章電場的高斯定律Gauss’s LawHistory
Electric Flux
Net Electric Flux
Net Electric Flux of a Point Charge
Gauss's Law
Calculate Electric Field Using Gauss's Law
Electric Field & Electric Potential
Conductor
第二十四章電位Electric PotentialHistory
Electric Potential
Uniform Electric Field
Potential of Discrete Charges
Derive the Electric Field
The Gradient Operation
The Ratio of Charge to Mass of Electron
Measurement of the Charge of an Electron　
第二十五章電容與介電材料Capacitance & DielectricsHistory
Capacitance
Calculation of Capacitance
Equivalent Capacitance
Relative Velocity
Stored Energy
The Role of Dielectrics
Electric Dipole
第二十六章電流與電阻 Current & ResistanceHistory
Current
Resistance
Power
Superconductor
第二十七章直流電路Direct-Current CircuitsElement of DC Circuit Battery
Resistors in Series or in Parallel Connection
Kirchhoff's Rules
RC Circuits
Electrical Meters
第二十八章磁力Magnetic Force –Lorentz Force LawHistory
Lorenz Force Law
Cycloid Motion
Application of Lorentz Force
Lorentz Force on Current-Carrying Wires
Torque on a Current Loop
Hall Effect
第二十九章電流與磁場關係Electric Currents and Magnetic FieldsHistory
Magnetic Fields
Ampere's Law
Gauss's Law for Magnetic Fields
Magnetic Force
Solenoid
Magnetism in Atoms
第三十章Faraday定律Faraday’s LawSummary of Electric and Magnetic Fields
Faraday's Law of Induction
Motional emf
The Lenz's Law
Induced Electric Fields
Generators & Motors
Eddy Currents
第三十一章電感InductanceInductance
The RL Circuit
Energy of Magnetic Field
Mutual Inductance
Oscillations in an LC Circuit
The RLC Circuit
第三十二章交流電路Alternative-Current CircuitsAC Sources
The Average of AC Voltage Sources
Resistors in AC Circuits
The Inductors in AC Circuits
The Phasor Concept of the Resistor in AC Circuits
Series RLC Circuit
Power Delivered by Voltage Source
Power Dissipated on Resistor
Resonance in the RLC Circuit
Transformer
第三十三章電磁波Electromagnetic WavesHistory
Maxwell's Correction to Ampere's Law
Electromagnetic Waves
Hertz Experiments
Plane Waves
Electromagnetic Waves in Vacuum
Wave Equations
Light Intensity and Energy Density of EM Waves
Momentum and Radiation Pressure
Mirror Reflection & Laser Tweezer
Generating EM Waves
The Spectrum of EM Waves
第三十四章光的性質Nature of LightProperties of Light
Light Waves Propagation
Total Internal Reflection
第三十六章光干涉Interference of Light WavesConditions of Interference
Superposition and Interference
Phase Difference from Time Delay or Path Difference
Concepts of Double-Slit Interference
Double-Slit Interference
Phasor
Change of Phase Due to Reflection
Interference in the Films
The Michelson Interferometer
第三十七章光繞射DiffractionSingle Slit Diffraction
Real Two Slit Diffraction Pattern
Resolution of Single Slit
The Grating
X-Ray Diffraction
Powder X-Ray Diffraction
Transmission Electron Microscope
Polarizer and Polarization of Light Waves by Selective Absorption/Ref
Polarization by Reflection-Brewster's Condition
第三十八章相對論RelativityGalilean Relativity, Ether Wind
Existence of Ether or Not
Principles of Relativity
Simultaneity
Consequences of Special Relativity
Space-Time Graphs
Lorentz Transformation Equation
Velocity Transformation
Momentum & Energy
Mass & Energy
General Theory of Relativity
第三十九章量子物理Quantum PhysicsBlack Body Radiation
Basic Concept-Quantum
Basic Concept-Momentum Space
The Peak of The Distribution
Stephan's Law
Energy Quantization of Light –Photon
Light As a Particle
Wave-Particle Dual Natures
Phase Velocity & Group Velocity
Derive The Group
Velocity Velocity of Particles & EM Waves
EM Wave & deBroglie's Wave


參考課程書目

PHYSICS for Scientists and Engineers with Modern Physics，第九版(9th edition) by John W. Jewett, Jr. and Raymond A. Serway

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