Modern Physics

Fall 2023 revised on Sep 21 23

課本參考資料網頁

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    

投影片  pdf   Notes講義 直播 I II

 

 

 

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Fall 2022 revised on Dec 20 22

期末考解答

課程簡介

課本參考資料網頁

第一周 

考古題 清大 台大 

Sep. 6,8    Part I The Story Of Electron

Bohr Atomic Model 投影片 p53-104

Particles and Waves, Probability interpretation    

投影片  p1-94 Notes講義

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

直播 I II

第三周

Sep. 20 Cavity Radiation Energy Density 投影片 p51-88

錄影 I II

Sep. 22 Energy Quantum 投影片 p89-112 Photoelectric Effect P113-131

Bohr Quantization Condition 投影片 p93-98

錄影 I II

習題一 Sep. 29-30 繳交 解答

Reading: p1-6, 15-19

第四周 Part III The Story Of Wavefunction

Wave Function, Schrodinger Equation 投影片 p1-22

錄影 I II

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。

錄影 I II

Oct 6 錄影 I II

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

錄影

Oct 13

Potential Well Problem as Eigenvalue Problem, Theorems 投影片 p1-33 P13-49

錄影 I II

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

線上課程 I II 投影片 p43-90

Oct 20 1D Potential Problem, Finite Potential Well 投影片 p1-23

線上課程 量子力學原則 有限位能井定態

Step Potential p24-30 線上課程 階梯位能定態

Reading: p75-78(Finite Well) 66-69(Step)

期中考考題及參考解答

第八周

Oct 25 Wave Packet scattering of Step Potential Tunneling複習 投影片 p24-49

錄影

Oct 27 Midterm Exam

第九週

Nov 1 Tunneling 投影片 p35-47

錄影 I II

Reading: p71-75

Nov 3 Field Emission, STM, Dirac Notation 投影片 p48-82 投影片 p1-10

錄影 I II

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

錄影 I II

Textbook Reading: P99-100

Part V The Story Of Operators

Nov 10 Inner Product and Wave function, Operator 投影片 p14-26

錄影 I II

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

錄影 I II

Nov 17 Simple Harmonic Oscillator State Function 投影片 p34-53

錄影 I II

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

錄影

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

錄影

Textbook Reading: P120-124

第十二週

Nov 29 Spin, Matrix Representation 投影片 15:00 Dec 6 p87-102

錄影

Textbook Reading: P158-161

Dec 1 Electron Spin 投影片 15:00 Dec 6 p99-109

錄影

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

解答

第十三週

Dec 6 Spin and Angular Moment, Matrix Representation 投影片 15:00 Dec 6 P90-120

錄影

Dec 8 Electron Stationary States in a Hydrogen atom 投影片 09:00 Dec 15 P1-25

Textbook Reading: P124-128, 131-133

錄影

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

錄影

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

期末考題目解答

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

習題七及解答

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

習題八及解答

第四周 March 14 Time-Independent Perturbation Theory 投影片 p1-13

錄影 I, II

Reading: p174-177

March 16 Time-Independent Perturbation Theory 以上投影片 p8-18

錄影 I II

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

錄影 I II

March 23 Stark Effects, Perturbation theory in Degenerate States 以上投影片 p40-49

Reading: p177-183

錄影 I II

第六周 March 28 Lifting Degeneracy 以上投影片 p44-58

錄影 I II

March 30 Energy Band, Periodic Potential, Conductivity 以上投影片 p59-85

錄影 I II

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

錄影 I II

Part VIII The Story Of Atoms and Solid

第八周 April 11 實體上課 Energy Band, Energy Gap, Conductor, Semiconductor

以上投影片 p110-133 錄影

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

April 20 線上課程 以上投影片 p139-154

 

 

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

錄影 I II

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

錄影 I II

半導體科普文章

第十二週 May 9 Transistor, Identical Particles 以上投影片 p103-142 51-74

錄影 I II

May 11 Boson and Fermion 以上投影片 p65-76 Helium Atom 投影片 p1-10

錄影 I II

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

錄影

May 18 Nuclear Physics 投影片 p1-30 Serway Textbook Ch. 13,14

錄影

第十四週 May 23 Nuclear Fission and Fusion 以上投影片 p30-91

錄影 I II

Special Relativity 投影片I p127-135 171-175 II p17-45

錄影 I II

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

錄影 I II

Radiation, Time Independent Perturbation Theory 投影片