近代物理的領域涵蓋廣泛不論是天文觀察(相對論、都蔔勒效應)、材料結構(原子模型、固態物理、量子力學等) 電機近代物理‧準備要領

發表日期 2007-12-22T01:05:29+08:00

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趣味新聞網記者特別報導 : 近代物理的領域涵蓋廣泛，不論是天文觀察(相對論、都蔔勒效應)、材料結構(原子模型、固態物理、量子力學等)，或核能應用(原子核力及模型)等都包含在內。因此，國內各大學理 ... 電機近代物理‧準備要領 .....

近代物理的領域涵蓋廣泛，不論是天文觀察(相對論、都蔔勒效應)、材料結構(原子模型、固態物理、量子力學等)，或核能應用(原子核力及模型)等都包含在內。因此，國內各大學理工學門的研究所，如物理、電子物理、電機、電子、光電、材料、天文，甚至生命科學等，幾乎都將其列進入學考試科目之一，在在凸顯瞭它作為研究基礎理論的重要性。然也因各所之師資專長及研究領域的著重點不同，對考生的要求及齣題方嚮自也大相逕庭，故考生在準備升學考試時，應首先針對自己欲報考之所彆特色，好好作一番資料蒐集與分析的工作，以免漫無目標的陷於混沌不清及虛耗時間、精力之睏境中，並反可進而積極的達到事半功倍，輕鬆應考的效果。

先瞭解近代物理學，再掌握學術界研究現況！

基於以上所言，考生應廣泛瀏灠並徵詢師長意見，先行試著追隨曆史上近代物理之發展及建構的腳步，嘗試理解各近代物理學大師在每一階段所提之模型與經典實驗的重要物理意義及影響，如康普敦效應、拉塞福模型、德布羅意波、測不準原理及薛丁格方程式等，方能重新認識近代物理學的完整體係及關聯，如此纔能站在製高點上，清楚的掌握、適當的分配考試準備進度及時間比重。畢竟，考試就如作戰，擁有一個明確的戰術與戰略目標，纔是剋敵製勝之道。

大體而言，近代物理學的發展是由愛因斯坦於1905年所提的特殊相對論揭開序幕，它引進瞭一種有彆於古典力學，新的質量及能量、空間與時間之力學關係。幾乎同時蒲朗剋、愛因斯坦、波耳亦分彆在黑體輻射、光電效應及氫原子模型中引進量子化觀念，促成德布羅意波的革命性推論，並因而啓發瞭在量子力學中佔有如同古典力學的牛頓方程式一樣地位的薛丁格方程式，遂使近代物理學的骨乾初具雛形。之後狄喇剋將相對論引進薛丁格方程式，更將高能物理的原子核與基本粒子力學廣為世人所知悉。至此，近代物理學體係已趨於完備，尊立瞭現今工業、科學蓬勃發展的基礎。

瞭解近代物理學的發展曆史後，再考慮實務界、學術界之研究現況，不論是往通訊、光電、資訊、生醫發展，都有一個追求輕、薄、短、小的趨勢後，考生應明瞭各研究所大多以微觀理論，即薛丁格方程式為中心的原子能階、固態能帶理論為考試的重點方嚮；另外，再搭配各所研究領域的特色，如：生命科學所將黑體輻射應用在人體體溫之量測、天文所或光電所之都蔔勒效應等。因此，考生要掌握此大方嚮，擬定準備工作，則可掌握考試方嚮。但最後值得一提的是，近年來，各研究所為求要甄試齣考生研究能力的提昇，命題不再以艱深的解題技巧為唯一考量標準，反而逐漸增加基本觀念及實驗設計的比重，所以考生在準備應試時仍須在練習計算之外，詳讀有關近代物理的書籍，以求能有效融會貫通，纔是正確的讀書態度。

近代物理學之發展脈絡

由十世紀邁入三十世紀後，物理學的觀察也逐步由巨觀世界進到微觀世界，以往頗為成功的古典力學，無論是牛頓力學、電磁理論似乎都麵臨瞭空前的挑戰與質疑，漸漸無法支撐一些新奇的實驗現象，因而物理學傢開始尋求、建構一套不同的理論體係。相對論、量子論遂在這樣的時空背景下被愛因斯坦、波耳引進，成功的解釋都蔔勒紅嚮位移，黑體輻射及原子能階結構。接著，德布羅意在波的粒子說基礎上(如光電效應、X-射綫、康普敦效應)，提齣粒子的波動說(機率波、測不準原理)之革命性推論，直接導緻瞭量子力學的骨乾-薛丁格方程式之建立。爾後，狄喇剋將相對論及薛丁格方程式結閤，更解釋瞭原子核內的高能物理及基本粒子湮滅産生現象，進一步將近代物理學的體係推嚮完備的境地。以下即為其發展脈絡：

近代物理學

量子論
1. 黑體輻射(蒲朗剋公式)
2. 愛因斯坦量子理論
（1）光電效應。
（2）固體比熱。
3. 德拜理論(phonon聲子觀念)
4. 原子模型之建立
（1）Thomson model。
（2）Geiger-Marsden 粒子散射。
（3）拉塞福模型及公式。
（4）波耳模型。
（5）Franck-Hertz原子能階實驗。
5. X光實驗(逆光電效應)
6.康普敦效應
相對論
1特殊相對論(等速運動之參考係)
（1）物理定律在不同參考係均相同
a. Lorentz -Transformation
b. Cerenkov effect
c. Doppler effect
（2）自由空間之光速與觀察者運動狀態無關(Michelson-Morley experiment)
（3）廣義相對論(重力場紅位移)(參考係間有相對加速度)

相對論量子力學
1.狄喇剋方程式
2.氫原精細能譜
3.粒子數之湮滅産生
4.原子核

量子力學
1.德布羅意物質波
(1)粒子繞射(Davisson, Germer and Thomson)
(2)測不準原理
2薛丁格方程式
(1)剛體盒子之粒子(量子化效應)
(2)非剛體盒子之粒子
(3)諧振子
(4)古典、量子力學之對應原理
3.固體之能帶理論(費米能、布裏元區、能隙)
4.氫原子之量子理論(主量子數、軌道量子數、磁量子數、自鏇量子數)
5.量子統計(玻色-愛因斯坦統計、費米-狄喇剋統計、馬剋士威-波爾茲曼統計)
6.Zeeman effect
(1)正常
(2)反常
7.stark effect
8.多電子之原子(Hund's rule, Pauli exclusion principle)

各階段準備目標及原則
一、瞭解整體近代物理之發展及經典實驗的意義
1.蒐集資料並記錄心得
2.嘗試建立近代物理之體係及各章節之關聯
3.挑選並詳閱1至2本以上書籍，並藉由心得筆記，記錄及建立近代物理學發展史上，各階段重要之模型概念及實驗意義
4.思考各種模型及理論在現今應用上的可能用途

二、瞭解欲報考所彆之齣題方嚮與重點
1.多多蒐集考古題及補習班講義，並與師長討論
2.歸納及分類考試重點，並計算各類型所佔考試之分數比重
3.依曆年考古題之分數比重，預測未來齣題重心，並閤理分配時間準備。
4.瞭解各公式之原始推導過程及意義，使其應用瞭然於心

三、熟記公式、反覆練習，解題反射性！
1.強迫熟記推導過程，以掌握題型變化的能力
2.反覆練習，使公式之意義及式子自然深植腦海
四、模擬練習，熟悉報考所彆的題型，以提昇應考能力
1.曆年考題練習及分析
2.注意熱門物理議題
3.預測命題方嚮
4.以各校考古題不斷作自我測試，解題完成前不可先行翻解答，以強迫自己建立一套冷靜、完整的邏輯思考能力，並厚植實力。
5.蒐集考前熱門研究議題，以備萬一
6.由練習心得，預測各校今年的命題趨勢以利準備

五、加強弱點
1.多與同學互相測驗
2.觀念，完整體係的加強
3.多加練習，建立自信，放鬆心情，以期考試正常發揮
4.與同學互齣考題，彼此測驗，以補強自己不知的弱點所在，作最後衝刺。
5.重新瀏灠經典實驗及重要公式，加強除瞭計算能力以外的觀念問題○4重點復習。

六、參考書目
1.Concepts of Modern physics; Arthur Beiser著(另有王唯農，袁偉堅之譯本)
2.量子力學，曾謹嚴，凡異齣版社
3.Introduction to Solid State Physics, Kittel
4.固態物理學，方俊義、陸棟著，亞東書局

七、答題要領
1.放鬆心情，得失心暫拋腦後，使自己能冷靜應考，正常發揮平時之練習成果。
2.答題以簡易題為優先，以建立自信心，並切記勿因一題而思考過多時間，徒陷自己於緊張慌亂之中。
3.答題若遇瓶頸，勿輕易放棄，若為證明題，則可由已知結果，逆嚮思考推導過程。
4.答題須切中重點，簡要明快，勿拉扯過多無意義之內容，既浪費時間，又恐引起評分老師反感。
5.切記留下最後10~15分鍾作最後檢查，以避免筆誤，漏寫或單位不對的小錯誤發生。

[ 本帖最後由 max1130 於 2007-12-27 23:08 編輯 ]