普通物理學-電磁學、光學及近代物理 (General Physics (1))

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课程简介

課程名稱：普通物理學-電磁學、光學及近代物理 課程概述：物理學是描述質量與能量交互作用的學問。這門課程將介紹近代物理對於世界的理解，從電磁學開始，接著探討光學，最終推進到近代物理對人類觀念的重大突破。 課程大綱： - **第一週：靜電學** — 介紹電荷與電場的基本概念。 - **第二週：電流** — 討論動態電荷的行為，包括電流的發現、電阻的概念和歐姆定律，並以人體神經的電信號傳導作範例。 - **第三週：磁場** — 深入探討靜磁場的概念。 - **第四週：電磁波** — 介紹馬克士威的理論對電與磁之間關係的影響，以及數學如何描述物理現象。 - **第五週：光學** — 探索光在日常生活中的角色及其重要性。 - **第六週：相對論** — 討論二十世紀物理學的重大進展，從光速的歷史引出量測的挑戰及概念轉變。 - **第七週：量子力學** — 介紹近代物理的基石，包括量子力學的誕生及其與光測量（如黑體輻射和光電效應）的關係。 這門課程旨在透過實驗和生活中的例子，增進對物理學的理解及其應用，讓學習者能更好地與物理學連結。

课程大纲

Part: 1

Title:Week 1 靜電學：電荷與電場概念簡介

Description:大家好，普通物理課程已經進入第一講，主題是「靜電學」。

Part: 2

Title:Week 2 會動的電荷：電流

Description:歡迎進入普通物理課程第二週。第二講的主題是「電流」，上一講提到的是靜止的電荷，這一講中的電荷就開始活躍起來，會運動了。這一講中會介紹電流的發現過程，電阻的概念，以及相當坎坷的歐姆定律。有了電阻與電容，就可以開始做出很多有趣的電路，所以在這一講會介紹一些基本的電路分析概念。同時並用人體神經中的電信號傳導做範例，看看神經傳導如何用電路分析來思考。課程中引入相當多的示範實驗，儘量都用生活中的例子，希望能引起大家的興趣，並能對物理學如何與生活連結有更清楚的認識。

Part: 3

Title:Week 3 神秘的磁場

Description:第三講的主題是「磁場」，主要針對靜磁場的概念探討。

Part: 4

Title:Week 4 電與磁的完美結合

Description:第四講的主題是「電磁波」，這一講描述十九世紀下半葉，由馬克士威領軍，對人類理解世界的概念產生重大影響的過程，非常精彩。雖然會用稍微多一點數學，但是希望各位能夠從中間看出對稱性的美妙。以及能夠理解馬克士威如何透過對於數學形式的思考，發現電磁可以形成波動的概念。因此可以知道，數學真的是描述物理非常重要的語言。

Part: 5

Title:Week 5 光學

Description:第五講的主題是「光學」，光在生活中可說無處不在。

Part: 6

Title:Week 6 相對論

Description:第六講的主題是「相對論」，這可以說是二十世紀物理學最重要的進展之一。承續著前一節的光學主題，我們從量光速的歷史進展出發，讓大家看到在十九世紀末，物理學所遭遇的困難（一朵烏雲）以及由此誕生的巨大概念轉折。

Part: 7

Title:Week 7 量子的概念

Description:第七講的主題則是「量子力學」，和相對論一起，構成所謂近代物理學的基石。很巧的是，量子力學的誕生，也和光的量測有很大的關係，包括黑體輻射和光電效應。

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