理論物理

力學

本課程為為期四學期系列課程基礎物理的第一學期課程,將以課堂為探索實戰平台,透過基礎力學中之不同議題,對學生進行自我與團隊自主學習、系統思維與辯證、口頭與書面論述、團隊合作等方法學鍛鍊。並透過連接數學工具操作與概念掌控,與物理概念連結,建構基礎力學理論框架,奠定物理系大一新生物理入門基礎。
學生需以二至三人為一組,每週課前依指定進度進行預習、小組討論、及書面報告撰寫。書面報告須涵蓋前次上課內容總結、指定作業、與下次上課內容預報。上課時以討論方式進行。

課程內容涵蓋
古典相對論原理、牛頓三大定律。散度、旋度、梯度、對稱、守恆。複數
平面Phasor、震盪運動、彈性波、本徵模態、傅立葉轉換。拉格朗日力學。連心力二體週期運動與散射。剛體運動。

電磁學

本課程為為期四學期系列課程基礎物理的第二學期課程,將以課堂為探索實戰平台,透過基礎電磁學中之不同議題,對學生進行自我與團隊自主學習、系統思維與辯證、口頭與書面論述、團隊合作等方法學鍛鍊。並透過連接數學工具操作與概念掌控,與物理概念連結,建構基礎力學理論框架,奠定物理系大一新生物理入門基礎。
學生需以二至三人為一組,每週課前依指定進度進行預習、小組討論、及書面報告撰寫。書面報告須涵蓋前次上課內容總結、指定作業、與下次上課內容預報。上課時以討論方式進行。

課程內容
電荷、電流、與電場。散度、旋度、梯度、格林與史托克理論。庫倫與高斯
律及其應用。鏡像電荷。唯一理論、格林函數、傅立業轉換、圓對稱與柱對
稱函數展開。電雙極、極化與介電材料、多極分佈與展開。磁場、安培與法
拉地定律、馬克斯威爾方程、能量應力張量。電磁波與電磁輻射、波動能量
與動量守恆。特殊相對論。

熱物理

如果我們知道分子之間的交互作用,要如何從這樣的知識出發,預測一個具有許多分子的系統的演化呢? 從十九世紀中期以來,我們逐漸發展出從力學出發,回答上述問題的能力。並且很意外地一方面確立了原子假說,另一方面開啟了量子力學革命。 本系的熱物理課程,宗旨是介紹這種處理具有許多分子的系統所需要的知識,從而讓同學們理解巨觀的物理量,如溫度、熵、與自由能如何藉由力學與統計的結合湧現。這樣的物理觀將幫助同學們思考宇宙的過去與未來,物質的力、與電磁等特性,以及生命等複雜現象的演化等問題。

量子物理

在微小的尺度下,牛頓力學不再適用,必須要用量子力學來理解實驗的結果。始於二十世紀初期的量子力學革命,完全改變了物理的面貌,成為二十世紀對人類影響深遠的科學發展。 本系的量子物理課程,將從重要的實驗出發,說明為何需要量子力學來理解這些現象。並且介紹量子理論與實驗的互動如何在解釋原子結構之後,促使基本粒子與凝體物理研究誕生。最後,我們會從量子纏繞現象開始,帶領同學們走過最近半個世紀我們對量子力學的新理解,以及量子傳輸與量子電腦等正迅速發展的新領域。