課程資訊
課程名稱
近代物理
MODERN PHYSICS 
開課學期
96-1 
授課對象
奈米科技學程  
授課教師
李嗣涔 
課號
EE3015 
課程識別碼
901 38100 
班次
01 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期四6,7,8(13:20~16:20) 
上課地點
電二229 
備註
大學部課程。
總人數上限:130人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/961sclee 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

本課程授課內容主要介紹相對論及量子的基本觀念及應用,尤其是如何從相對論得出電磁
交互作用之方程式,以及量子力學所描述的物理世界。其他內容尚有波之粒子性質、粒子
之波動性質、原子結構、氫原子之量子力學理論、多電子原子、分子、統計力學、固體之
介紹。近代物理指的是20世紀(1900年以後)所發展出的物理,與1900年以前所發展的古典
物理有相當大的不同。因此在每章節的開始將簡單介紹此物理原理發現的歷史背景,進而
由實驗證明此原理的結果,並提出問題與同學討論。配合教科書與講義,循序漸進,希望
能讓大家建立一個正確的世界觀。各章綱要如下:
第1章 : 相對論(1)基本假設(2)時空性質(3)電磁相對效應(4)質能互換
第2章 : 波之粒子性質(1)光之量子性質(2)Compton效應(3)量子擦拭器(4)量子真相(5)重
力紅位移(6)黑洞
第3章 : 粒子之波動性質(1)de Broglie物質波(2)電子繞射(3)測不準原理
第4章 : 原子結構(1)Rutherford原子模型 (2)原子譜線(3)Bohr氫原子模型(4)雷射
第5章 :量子力學(1)海森堡矩陣量子力學(2)薛丁格波動方程式(3)波函數之或然率解釋(4)
薛丁格方程式之解
第6章 :氫原子之量子理論(1)數學解(2)角動量(3)輻射躍遷(4)Zeeman效應
第7章 :多電子原子(1)電子自旋(2)不共容原理(3)總角動量(4)LS及jj藕合(5)Auger電子
第8章 : 分子(1)分子鍵(2)氫分子(3)旋轉能階(4)振動能階
第9章 : 統計力學(1)Maxwell-Boltzmann分佈(2)Bose-Einstein分佈(3)Fermi-Dirac分佈
(4)三種分佈函數的應用
第10章 :固體(1)離子晶體(2)共價晶體(3)金屬(4)帶理論(5)半導體元件(6)超導電性 

課程目標
介紹20世紀物理的兩大理論包括相對論及量子力學的發展歷史及內容,以了解近代科學與
技術的物理基礎。 
課程要求
要先修過微積分  
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
每週四 13:00~14:00 備註: 地點在電機二館440室 
指定閱讀
 
參考書目
.教科書
上課講義
Arthur Beiser, “Concepts of Modern Physics”, 6 th ed.
主要參考書:
1.R. S. Elliott, “Electromagnetics”, 1967.
2.R. M. Eisberg, “Fundamentals of Modern Physics”,
3.N. Herbert, “Quantum Reality”.
4.D. Bohm and B. J. Hiley, “The Undivided Universe: An Ontological
Interpretation of Quantum Theory”, 1993.

 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
期中考 
40% 
課堂上考試,可帶一頁A4的紙抄公式 
2. 
期末考 
40% 
課堂上考試,可帶一頁A4的紙抄公式 
3. 
作業 
20% 
五個作業 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
9/20  課程介紹,開始講解第一章相對論的歷史背景 
第2週
9/27  第一章相對論中的Lorentz變換,相對質量,力的變換定律及由此導出之電磁定律 
第3週
10/04  到英國及法國各大學訪問,暫停上課一次,9月29日(星期六)下午1:30pm在電機二館229室補課。介紹第二章波之粒子特性 
第4週
10/11  介紹光是什麼?量子真相,量子擦拭器等量子世界難以想像的行為。第三章粒子的波動特性。 
第5週
10/18  介紹測不準原理及第四章原子的結構之歷史發展 
第6週
10/25  第四章波爾氫原子理論及雷射;第五章介紹海森堡的矩陣量子力學,薛丁格的波動方程式 
第7週
11/01  介紹第五章波函數的物理意義及薛丁格方程式面對不同位能之解 
第8週
11/08  介紹薛丁格方程式面對不同位能之解,簡諧振盪、諧振子的矩陣量子理論;第六章氫原子的薛丁格方程式, 
第9週
11/15  期中考(當天校慶停課,但是本課程期中考照常) 
第10週
11/22  第六章氫原子的量子理論,氫原子波函數解及角動量,輻射躍遷、選擇率與Zeeman效應 
第11週
11/29  第七章多電子原子中電子的自旋、自旋軌道交互作用、不共容原理 
第12週
12/06  介紹第七章總角動量、LS及jj coupling、 
第13週
12/13  第七章電子光譜、Auger電子。
第八章介紹分子鍵及雙原子之LCAO理論 
第14週
12/20  第八章多原子分子、分子旋轉頻譜及分子振動頻譜;第九章統計力學包含Maxwell-Boltzmann分佈函數 
第15週
12/27  第九章統計力學包含Bose-Einstein及Fermi-Dirac分佈函數,分佈函數的應用 
第16週
1/03  第九章統計力學包含分佈函數的應用、白矮星、中子星及黑洞;第十章介紹固體的種類 
第17週
1/10  第十章介紹固體的帶理論、半導體元件及超導電性 
第18週
1/17  期末考