熱物理

課程綱要與教學進度

學年度第   學期

課程名稱:(中文)熱物理 開課單位 電子物理系
(英文)Thermal Physics 永久課號  DEP3570
授課教師: 林俊源
學分數 3 必/選修 必修 開課年級 三年級
先修科目或先備能力:需修過大一物理課程與微積分。

具近代物理知識者佳,但是並非一定必備。

課程概述與目標:

 

本課程最主要的目的是利用熱力學的認知並解釋我們所處的這個多彩繽紛的世界,這是學習熱力學最大的樂趣。

熱力學也是許多專業必備的知識。無論物理、化學、生命科學、材料、機械,乃至電子元件,熱力學這個探索巨觀現象,深入微觀機制源起的學門,是人類心智破解宇宙奧秘的重要工具。

 

教科書(請註明書名、作者、出版社、出版年等資訊) Daniel V. Schroeder, An Introduction To Thermal Physics, 2000, Addison Wesley Longman. ISBN 0-321-27779-1
課程大綱 分配時數 備註
單元主題 內容綱要 講授 示範 習作 其他1
Thermodynamics 1. The First Law

2. The Second Law

3. Interactions

4. Engines and refrigerators

5. Free Energy and Chemical Thermodynamics

6. Phase transitions

7. Landau’s paradigm

 
教學要點概述
1學期作業

每週約3題習題,少部分為數值計算。

2.考試狀況

期中考、期末考。

3.評量方法

Homework 30%, Midterm 30%, Final 40%.

4.教學方法及教學相關配合事項(如網站、助教、圖書講義及資料庫等)

https://www.cc.nctu.edu.tw/~super/

https://physics.weber.edu/thermal

師生晤談

(Office Hours)

 

    排定時間

 

    地   點

 

    連絡方式

 

教學進度表
週次 上課日期 課程進度、內容、主題
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備註:

  1. 其他欄包含參訪、專題演講等活動。
  2. 請同學遵守智慧財產權觀念及勿使用非法影印教科書。

 

超導材料的特性與應用

課程名稱:超導材料的特性與應用

Physical properties and applications of superconducting materials

課號:5399

授課老師:林俊源 交通大學物理所   儒森斯坦 交通大學電子物理系

E-mail: ago@cc.nctu.edu.tw            URL: https://www.cc.nctu.edu.tw/~super/

baruch@vortex1.ep.nctu.edu.tw https://www.ep.nctu.edu.tw/english/baruch/baruch-info.htm

 

 

課程介紹:

本課程為介紹超導體材料的物理特性的入門課程,著重於超導現象的介紹與描述,並兼顧理論的推導,主要對象為大四生與研究生。課程目的是希望能使修課學生嫻熟超導領域中的基本現象與術語,並涉獵當前較新的研究進展,以激發學者日後接觸相關領域的興趣,與有助在日後從事研究時進入狀況。本課程所需背景知識為基本電磁學、近代物理。有固態物理知識者佳,但並非絕對必要。大致課程內容如下:

  1. 簡介超導現象﹔2. 超導體的特性﹔3. 超導現象學﹔4. 第二類超導體﹔5. BCS理論﹔6. 約瑟芬效應﹔7. 元件技術與應用。

 

第一次聚會與討論上課時間:二月十八日星期二3:40 PM  地點:資訊館三樓CS320

磁性物理導論

課程名稱:磁性物理導論

Introduction to Magnetism

課號:5455

授課老師:林俊源 交通大學物理所

E-mail: ago@cc.nctu.edu.tw            URL: https://rukai.phys.nctu.edu.tw/~jylin/

 

課程介紹:

本課程為介紹磁性現象與材料的入門課程,主要對象為大四生與研究生。本課程除介紹磁學基本知識外,並希望涉獵磁性研究工作需的常見模型與理論,以有助學者在日後從事研究時進入狀況。本課程亦將著墨于近十年來因巨磁阻現象而發展的新領域,與衍生的可能應用技術如MRAM等。本課程所需背景知識為基本電磁學、近代物理。有固態物理知識者佳,但並非絕對必要。大致課程內容如下:

  1. 逆磁與順磁現象﹔2. 鐵磁特性﹔3. 反鐵磁特性﹔4. 磁區的觀念﹔5. 磁交互作用的模型﹔6. 磁紀錄原理﹔7. 巨磁阻效應﹔8. 磁閥的原理﹔8. 超巨磁阻現象。

 

第一次見面與討論上課事宜〈包括上課時間〉:二月二十一日10:10 AM    地點:資訊館三樓CS320

固態物理〈二〉

課程名稱:固態物理〈二〉

Solid State Physics (II)

課號:5488

授課老師:林俊源 交通大學物理所

E-mail: ago@cc.nctu.edu.tw            URL: https://www.cc.nctu.edu.tw/~super/

 

課程介紹:

本課程為與固態物理〈一〉相關但獨立的課程。主旨在介紹凝態物理領域中重要的進階課題。預計涵蓋的內容包括:

  1. 光與物質的作用﹔2. 電介質﹔3. 鐵電材料﹔4. 磁性材料﹔5. 超導體。上述內容決不打折扣,如實完成。如果時間允許,將擴及表面物理與量子霍爾效應。

本課程今年重新規劃,將更為明快與深入淺出。選修者無需修過固態物理〈一〉,有固態物理基礎知識者佳,但並非絕對必要。具備基本電磁學、近代物理的知識將對學習有所助益。

第一次見面與討論上課事宜〈包括上課時間〉:二月十八日9:00 AM   地點:資訊館三樓CS247

 

課程名稱:固態物理〈一〉

課程名稱:固態物理〈一〉

Solid State Physics (I)

課號:5387

授課老師:林俊源 交通大學物理所

E-mail: ago@cc.nctu.edu.tw            URL: https://www.cc.nctu.edu.tw/~super/

 

課程介紹:

本課程為凝態物理基礎課程。本課程著重以量子物理的觀念闡釋凝態現象,內容以現象的介紹與觀念的建立為主,較少複雜數學的推導〈但不可能完全避免〉。學者如果具備基本電磁學知識將極有助益,但並非絕對必要。授課中,亦嚐試適時將課堂上的基本概念與當代的凝態研究課題結合,以有助學者在日後從事研究時進入狀況。大致課程內容如下:

  1. 古典Drude模型﹔2. 費米電子模型﹔3. 凝態物質中能帶的觀念﹔4. 晶格結構﹔5. 聲子的觀念與現象﹔6. 金屬與費米面﹔7. 半導體簡介。

 

第一次見面與討論上課事宜〈包括上課時間〉:九月十二日9:00 AM地點:資訊館三樓CS32A