量子力學隨筆

The Quanatum mechanics and prerequisite

1092QM

第1週 : 微積分入門 。(youtube)

第2週 : 波動方程初步:李柏翰老師授課(1092QM_C2，youtube)。

第3週 : 光波雙狹縫干涉，單狹縫繞射實驗。

第4週 : 專家教授演講: 從大鬧天宮孫悟空談起到顛覆近代物理科技的神奇電子。中原大學電子工程系，莊家翔 助理教授演講。

第5週 : 微分方程簡介 基本上微分方程即為一種連續型動態系統，方程中的函數都是單變數函數，就稱為常微分方程，否則就稱為偏微分方程，簡介有關概念和數學基礎。光電效應 所謂光電效應(Photoelectric Effect）是指光束照射物體時會使其發射出電子的物理效應。發射出來的電子稱為「光電子」，1887 年，德國物理學者海因里希·赫茲發現，1905 年愛因斯坦給出了光電效應實驗數據的理論解釋。愛因斯坦獲頒 1921 年諾貝爾物理學獎。（線上課程），上課講義: 歌唱酒杯的猜想。

第6週 : 古量子論，Bohr 氫原子光譜 介紹波耳於 1913 年提出的關於原子結構的模型，波耳模型引入量子化的概念來研究原子內電子的運動，波耳模型是 20 世紀初期物理學取得的重要成就，對原子物理學產生了深遠的影響。法蘭克-赫茲實驗的意義 這實驗首先直接地證實了波耳模型離散能級概念的正確性，1914 年，他們發表了這令人信服的實驗結果，對於現代量子力學被科學界接受做出重大的貢獻。由於他們「發現那些支配原子和電子碰撞的定律」，法蘭克和赫茲共同得到 1925 年諾貝爾物理學獎。

第7週: 光波折射定律實驗實作。

第8週: 專家教授演講。20200501，講座系列，邀請中原大學物理學系張勝雄教授(演講)，題目為:溶液製程太陽能電池，host by 李柏翰博士。(線上課程)(講義)

第9週 : 德布羅意物質波假說 在物理學裡，物質波（即德布羅意波）係指物質具有波動性的現象。由於物質具有粒子性與波動性，物質具有波粒二象性。德布羅意於 1923 年在博士論文《量子理論研究》裡提出，粒子波長和動量 p 的關係，開啟量子力學的波動基礎。測不準原理 粒子的位置與動量不可同時被確定，位置的不確定性越小，則動量的不確定性越大，反之亦然。

第10週: 一維薛丁格方程式 含時薛丁格方程式與時間有關，描述量子系統的波函數怎樣隨著時間而演化。不含時薛丁格方程式則與時間無關，描述了定態量子系統的物理性質；該方程式的解就是定態量子系統的波函數。量子事件發生的機率可以用波函數來計算，其機率幅的絕對值平方就是量子事件發生的機率密度。簡介一維薛丁格方程式所屬的波動力學。

第11週 : 無限深位能井的能量解，在物理學裏，無限深方形阱（infinite square potential），又稱為無限深位勢阱（infinite potential well），是一個阱內位勢為 0 ，阱外位勢為無限大的位勢阱。思考一個或多個粒子，永遠地束縛於無限深位勢阱內，無法逃出。分析關於這些粒子的量子行為的問題，稱為無限深方形阱問題。

第12週 : 簡諧運動的量子觀點能量解 簡諧運動的在量子的微觀之下，求得的能量解行為的問題，跟古典巨觀結果不同。

第13週: 有限深位能井的能量解在量子力學裏，有限深方形阱，又稱為有限深位勢阱，是無限深方形阱的延伸。有限深方形阱是一個阱內位勢為 0，阱外位勢為有限值的位勢阱。關於一個或多個粒子，在這種位勢作用中的量子行為的探討。

第14週 : 波的反射與透射 在量子力學裏，透射係數與相關的反射係數是用來描述一個入射的波，在遇到屏障後，產生的波行為。透射係數是透射的機率，時常用來描述粒子穿越屏障的機率。

第15週 : 量子電腦簡介 量子電腦的量子位元在疊加態（superposition），將位元的疊加擴充到 量子態，簡介量子電腦發展

第16週 : Shor 演算法Peter Shor 提出在量子電腦應用上的「秀爾演算法」（又稱量子質因數分解演算法），因其證明量子電腦能做出對數運算，而且速度遠勝傳統電腦，對於現在通行於銀行及網路等處的 RSA 加密演算法可以破解而構成威脅。

第17週 : 期末考及個人發表 期末測驗與執行能力、口頭報告、書面報告及小論文或成果發表。

第18週 : 個人心得分享 討論與分析本學期所學學習評量：期末測驗、口頭報告、書面報告及小論文或成果發表。

*淺談分子光譜，中原大學高崇文教授 20210423 演講實錄。

國際太空站之維修機器人，玉山衛星計劃主持人戴騰瀠先生演講，20210427演講實錄。

第一屆全國AI圖像辨識應用競賽簡介，智泰科技 鄭健逢副理20210507演講實錄。

除了諾貝爾獎之外，Ｘ光還能拿來做什麼？淡江大學 莊程豪教授視訊演講 20210611演講實錄。

量子力學隨筆，邀請到中央大學光電學系欒丕綱教授演講:

量子力學的基本觀念 (上集演講)

量子力學的基本觀念 (中集演講)

量子力學的基本觀念 (下集演講)

多元選修 量子力學之美，電腦叢集計算，20211006邀請到中央大學光電學系欒丕綱教授演講 (演講)(https://youtu.be/xpxS2ta1GLA)

多元選修 量子力學之美，電腦叢集計算，20210305邀請到師大附中李柏翰老師演講，Planck 黑體輻射， (演講)(https://youtu.be/UFmNoKa-2xQ)，片長36分鐘，板書教學 。

多元選修 量子力學之美，電腦叢集計算，20220930 邀請到中原大學物理學系高崇文教授演講 (pdf) (演講)(https://youtu.be/HBgyJsNmL4A)，片長1小時39分鐘 。

量子力學隨筆課程，學生發表國際期刊成果

1. Cheng, Chung-En, Sripansuang Tangsuwanjinda, Hsin-Ming Cheng, and Po-Han Lee. 2021. "Copper Oxide Decorated Zinc Oxide Nanostructures for the Production of a Non-Enzymatic Glucose Sensor" Coatings 11, no. 8: 936. https://doi.org/10.3390/coatings11080936 (ref)，北市和平高中 鄭仲恩，臺北市109年度中等學校學生科學研究獎助研究作品應用科學科第一名，探討運用氧化銅修飾氧化鋅奈米結構之無酶葡萄糖感測器，(Chem1)(youtube)(https://youtu.be/_ajAF2Dss70) ，衷心感謝明志科大鄭信民教授的指導。

2. Liao, YS., Lee, PH., Shen, HQ. et al. Wedge Angle-Dependent Propagation Characteristics of Two Coupled Semi-Infinite Au Rib Nanoplasmonic Waveguides. Plasmonics 16, 227–232 (2021). https://doi.org/10.1007/s11468-020-01290-9，(ref)，Chung-Yu Li, Yin-Song Liao, Diksha Thakur, Anjali Chandel, Shou-En Chiang, Jia-Ren Wu, Po-Han Lee, Chia-Lung Tsai, Chun-Chuen Yang, Yuan-Liang Zhong, Ji-Lin Shen, Sheng Hsiung Chang, Anti-solvent mixture-mediated reduction of photocurrent hysteresis in high-impurity perovskite precursor based MAPbI3 solar cells, Solar Energy, Volume 214, 2021, Pages 86-92, (ref)，ISSN 0038-092X, 1488班 廖胤菘，清大拾穗正取，衷心感謝中原大學張勝雄教授的指導。

網路參考資源

1. 師大附中資優教育，蕭智仁博士演講檔案，固態物理1 (ppt) (pdf) / 固態物理2 (ppt) (pdf) / 固態物理3 (ppt) (pdf) / 固態物理4 (ppt) (pdf)

2. 師大附中黃金講座檔案，李柏翰老師整理，量子論。

3. 交大開放式課程: 量子力學導論 Introduction to Quantum Mechanics

#高中生入門自我精進影片系列

BuzzNote ( https://tg.pe/buzz ; 李柏翰老師自建網站)

李柏翰老師 教學影片系列

1.Ch1 三角函數(Math0) (https://youtu.be/A050tIZZDvg)

微積分入門(Math1) (https://youtu.be/Z2MqFSzl8GQ)

微積分教學與應用(Math1a) (https://youtu.be/lHItY_X_m38)

2.Ch2 向量，斜拋運動(Math2) (https://youtu.be/A1WHBb3e4PM)

3.Ch3 靜力平衡 (Phy1)(https://youtu.be/hUTu2Iugehs )

4. Ch4 圓周運動與簡諧運動 (Phy2)(https://youtu.be/rVqLp5ovMj0)

5. Ch7 圓周運動，向心力，星球重力位能能量轉換(Phy2a) (https://youtu.be/3F3d7UyUf_w )

向心加速度推導(Phy2b) (https://youtu.be/fXQnEgDPeDo )，行星重力位能(Phy2c)(https://youtu.be/LCfYtdjHkyE)

6.Ch8 能量轉換(Phy3) (https://youtu.be/9xYXY3BG-YM)

7.Ch9 碰撞(Phy4) ( https://youtu.be/1BFmF7ajhsk)

8.Ch 10 PV=nRT (Phy5) (https://youtu.be/k7I5EgglbNc)

Ch 10 氣體動力論 (Phy5a) (https://youtu.be/6keK5xB5H_Q)

9.波動方程初步 (Phy6) ( https://youtu.be/e_i86p-OMd0)

10.干涉與繞射 (Phy7) (https://youtu.be/bKiztPwPYG4)，雙狹縫干涉(Phy7a) (https://youtu.be/WPmmNne1CZU)。

11. Ch13-1 光波的干涉，Maxwell (Phy8) (https://youtu.be/ny0TBjWSAWo )

Ch13-2 光波的干涉，Maxwell (Phy9) (https://youtu.be/sUxOD8bJiRQ )

Ch13 光波的干涉波動，視深 (Phy9a) (https://youtu.be/zb4rDF22ASw )

12.微分方程 (Math3) (https://youtu.be/qJbA_sVJ2w4) (網站) (講義)。

13微分方程初步(Math4)(https://youtu.be/Jxx70ws4WGQ )(ppt)

14 波動光學 (Phy9)(ppt)

15 數位光學實驗組裝_1(Phy9a)(https://youtu.be/uVpSqZIJW_I)

數位光學實驗組裝_2(Phy9b)(https://youtu.be/XRVE8weleZM)

數位光學實驗組裝_3(Phy9c)(https://youtu.be/eaIcQ3Y6aJI)

數位光學實驗組裝_4(Phy9d)(https://youtu.be/nuPreumTgJQ)

16 Ch18 Maxwell equations, 重力位能，磁能轉換 (Phy10) (https://youtu.be/qmF41SEkX7)

Ch18 Maxwell equations 推導 (Phy11) (https://youtu.be/TXL2oLZczio)

17 Ch21-1 深入淺出固態物理-光電效應 (Phy12) (https://youtu.be/0TOIblvYMhk)

Ch21-2 粒子性與波動性，線性代數 (Phy13) (https://youtu.be/DKrFUxfWkBw)

Ch21-3 線性代數 矩陣 微積分 複數 薛丁格方程式 (Phy14) (https://youtu.be/QW9tLGLLbx0)

Ch21-4 Bohr氫原子能階 (Phy15) (https://youtu.be/l2Z8p5XnQJs)

18 探討運用氧化銅修飾氧化鋅奈米結構之無酶葡萄糖感測器 ，(Chem1)(youtube)(https://youtu.be/_ajAF2Dss70)

19 Linux 下 Vi 使用 ，(Linux1)(https://youtu.be/Vo6FEykmFdM)

20 以機器學習分辨鳥鳴聲的溝通與分類，(AI_1)(youtube)(https://youtu.be/5pQuFQCKOUo)

20200306: 欒丕綱教授部分演講剪輯 : 量子力學的基本觀念 。

20200327: 中原大學電子工程系莊家翔 助理教授演講剪輯 : 從大鬧天宮孫悟空談起到顛覆近代物理科技的神奇電子。