Modern Physics
Fall 2023
revised on Sep 21 ‘23
第一周 Sep. 5 簡介 課程簡介 Special Relativity 投影片 pdf p24-87
Sep 7 以上投影片 pdf p87-128
講義 羅倫茲變換證明 p4-6
第二周 Sep 12
動量能量 以上投影片 pdf p146-178
Sep 14 放射性原子核 核分裂 以上投影片 pdf p168-201
習題一 9/21繳交
第三周 Sep 19
動量能量推導 投影片
p1-33 pdf
Part I
The Story Of Electron
Sep 21 光子 光電效應 投影片 pdf
p97-131
第四周 Sep 26 Bohr Atomic Model
投影片 pdf
Particles and Waves, Probability interpretation
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Fall
2022 revised on Dec 20 ‘22
第一周
Sep. 6,8 Part I The Story Of Electron
Bohr
Atomic Model 投影片 p53-104
Particles and Waves, Probability interpretation
第二周
Sep. 13
Particles and Waves 投影片 p95-135
144-155 直播 I II
Sep. 15
Measurement 投影片 p154-178
Part II The Story Of Photon Blackbody Radiation 投影片 p1-30 61-66
第三周
Sep.
20 Cavity Radiation Energy Density 投影片 p51-88
Sep.
22 Energy Quantum 投影片 p89-112
Photoelectric Effect P113-131
Bohr Quantization Condition 投影片 p93-98
Reading:
p1-6, 15-19
第四周 Part III The Story Of Wavefunction
Wave
Function, Schrodinger Equation 投影片 p1-22
Reading:
p23-32, 34-40
Sep.
29 Operator, Probability Density, Wave
Packet 投影片 p11-46
習題二：Chapter 2 1,8,9
Oct. 11-12 繳交
建議題（不交） 16,17,18 習題二解答
第五周
Oct 4 Wave Packet Movement, Momentum space
wavefunction, 投影片 p42-62
課本p28 (2-12) (2-13) 兩式都發生一個factor of 2的錯誤，謝謝同學提醒，投影片已改正。
期望值 投影片 p68-76
Part IV The Story Of 1D
Stationary State
Stationary
State 投影片 p1-8
諾貝爾獎介紹 疊加與糾葛態 投影片P183-213 官方資料 科普 進階
Part IV The Story Of 1D
Stationary State
第六周
Oct 11
Stationary
State, Time-Independent Schrodinger Equation,
投影片 p1-33
Infinite
Potential Well, Energy Quantization
Oct 13
Potential
Well Problem as Eigenvalue Problem, Theorems
投影片 p1-33
P13-49
Reading:
p44-59 (Example 3-5,3-6)
習題三：Chapter 3 4,5,9
Oct. 25-26 繳交
建議題（不交） 10,11,12
習題三第9題有點問題，第5題也有點數值錯誤，謝謝同學提出。
請見我在解答中的討論。 解答
第七周
Oct 18 Momentum Eigenfunction, Position
Eigenfunction, Principles of Quantum Mechanics
Oct 20 1D Potential Problem, Finite Potential Well 投影片 p1-23
Step
Potential p24-30 線上課程 階梯位能定態
Reading:
p75-78(Finite Well) 66-69(Step)
第八周
Oct 25 Wave Packet scattering of Step Potential
Tunneling複習 投影片 p24-49
Oct 27
Midterm Exam
第九週
Nov 1
Tunneling 投影片 p35-47
Reading:
p71-75
Nov 3 Field Emission, STM, Dirac Notation 投影片 p48-82
投影片 p1-10
Textbook
Reading: P94-98
習題四 Ch. 4-1,2,8 自行練習，不需繳交 解答
第十週
Nov 8 Formalism of QM, Dirac Notation, 投影片 p1-20
Textbook
Reading: P99-100
Part V The Story Of Operators
Nov 10 Inner Product and Wave function,
Operator 投影片 p14-26
Textbook
Reading: P107-112
第十一週
Part Va
The Story Of Operators-Simple Harmonic
Oscillator
Nov 15 Completeness Condition, Simple Harmonic
Oscillator 投影片 p19-38
Nov 17 Simple Harmonic Oscillator State
Function 投影片 p34-53
Textbook
Reading: P112-115
習題五：Chapter 6 3,10,12
Nov. 29 繳交
12這一題比較難，在以下解答中，我多加了一些推導解釋，
如果你還是有困難，別擔心，考試不會這麼難，留到量子力學再學即可
建議題（不交） 4,5,9,11 解答
第十一週
Nov 22 Coherent States, Commuting Observables 投影片 15:00 Dec 6 p41-64
Textbook
Reading: P100-102
Part Vb
The Story Of Operators-Angular Momentum
Nov 24 Angular Momentum, Magnetic Dipole Moment 投影片 15:00 Dec 6 p62-88
Textbook
Reading: P120-124
第十二週
Nov 29 Spin, Matrix Representation 投影片 15:00 Dec 6 p87-102
Textbook
Reading: P158-161
Dec 1 Electron Spin 投影片 15:00 Dec 6 p99-109
習題六：Chapter 7 3,5
Chapter 10 5 Dec 13 繳交
建議題（不交） Chapter 7 4
Chapter 10 1,2,6
第十三週
Dec 6 Spin and Angular Moment, Matrix
Representation 投影片 15:00 Dec 6 P90-120
Dec 8 Electron Stationary States in a Hydrogen
atom 投影片 09:00 Dec 15 P1-25
Textbook
Reading: P124-128, 131-133
第十四週
Dec 13 Radial Part of electron wavefunction in
Hydrogen Atom
投影片 09:00 Dec 15 P22-27 30-39
Textbook
Reading: P134-135
Dec 15 將討論氫原子波函數圖形 複習考試範圍 週期位能留待下學期再講
Spring 2022
revised on June 6 2023
期末考 June 6 Tue
10:20-12:20 準備投影片 複習錄影
Part VI The
Story Of Electron Spin
第一周 Feb. 21 Electron Spin, Spin state, 投影片 p1-19
Feb 23 Electron Spin State in other direction
than z, 同上投影片 p19-31
Reading: p158-162
第二周 March 2
Rotating electron Spin in Magnetic Field, 同上投影片 p31-49
直播 抱歉只錄到一開始二十分鐘
第三周 March 7
Two-State System, Magnetic Resonance
同上投影片 p49-62
錄影I, II Reading: p162-163 (*164-166)
Part VII
The Story Of Real Hydrogen Atom and Time-Independent Perturbation Theory
March 9 *Magnetic Resonance, 同上投影片 p60-63
*64-74
錄影 抱歉第二段沒有錄到
第四周 March 14 Time-Independent Perturbation Theory 投影片 p1-13
Reading:
p174-177
March
16 Time-Independent Perturbation
Theory 以上投影片 p8-18
習題九 Ch. 11 1a第一個問題, 3, 13a 第一個問題 March 30
繳交
解答
原第一題解答有誤，已修正 4/11，謝謝同學幫忙指出。
第五周 March 21 First Order Corrections in Perturbation
Theory 以上投影片
p12-32
March
23 Stark Effects, Perturbation theory in
Degenerate States 以上投影片 p40-49
Reading:
p177-183
第六周 March 28 Lifting Degeneracy 以上投影片
p44-58
March
30 Energy Band, Periodic Potential,
Conductivity 以上投影片 p59-85
補充習題I及解答 不交
補充習題II及解答 不交
第七周 April 6 Nearly Free Electron Model, Tight Binding
Model 以上投影片 p110-119
Part VIII The Story
Of Atoms and Solid
第八周 April 11 實體上課 Energy Band, Energy Gap, Conductor,
Semiconductor
April 13 實體上課 考前複習 Spin-Orbit Interaction 以上投影片 p139-147
錄影
第九週 April 18
期中考 考試準備投影片
第十週 實體上課April 25 Real Hydrogen Atom, 以上投影片 p145-168
錄影
Reading:
p188-191
Part IX The
Story Of Identical Particles
Exclusion
Principle, 3D Free Electron Model, Degeneracy Pressure, 投影片 p1-23
錄影 I
Reading: p207-213
第十一週 May 2 Electron Gas,
Identical Particles, White Dwarf
以上投影片 p13-33 隱藏投影片 p34-38 Simon 相關章節供延伸閱讀
May 4
Semiconductor, p-n Junction
以上投影片 p78-118 隱藏投影片 p93-100 Simon 相關章節供延伸閱讀
第十二週 May 9 Transistor, Identical Particles 以上投影片 p103-142 51-74
May 11
Boson and Fermion 以上投影片 p65-76 Helium Atom 投影片
p1-10
Reading:
p201-204 215-218
習題十 Chapter 13 Problems 4,7,12 May 23 繳交 補充題（不交）13,14 解答
第十三週 May 16
Helium atom spectrum, Hydrogen Molecule
以上投影片
p7-32
Reading:
p220-223 228-231
May 18 Nuclear Physics 投影片 p1-30
Serway Textbook Ch. 13,14
第十四週 May 23 Nuclear Fission and Fusion 以上投影片 p30-91
Special
Relativity 投影片I p127-135 171-175 II p17-45
習題十一及解答 原子核及相對論 不需繳交
習題十二及解答 自由電子氣 不需繳交
第十五週 線上上課
May 30
Two-Body Decays 要看，會考！以上投影片II p32-53
63-78
Radiation, Time Independent Perturbation
Theory 投影片