普通物理

授課老師

課程試聽
吳國安
國立清華大學物理學系  教授
學歷:美國美國東北大學物理所博士

【經歷】
   國立清華大學物理系 助理教授(2011-2016)
   美國西北大學材料系 博士後研究員(2006-2010) 
 
【教學榮譽】
   國立清華大學101、104傑出教學獎
  
【研究領域】
 * 凝態理論 
 * 圖案形成/型態學 
 * 奈米計算材料科學 
 *
非線性物理 (生物諧振子同步化現象、生物物理)  
 * 高分子物理 


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2016-09-06 【開放式課程學生筆記招募 - 三電一體 * 總體經濟 * 生產計畫 篇】
2016-08-31 【105-107學年課程拍攝一覽表 ,若有異動請以當年度課程發佈為主!謝謝!20160830】
2016-08-24 【開放式課程】9701至9902參考用書與採購指南!(更新)
2016-08-24 【開放式課程】10001至10301參考用書與採購指南!(更新)
2016-08-24 【開放式課程】10301至10501參考用書與採購指南!(更新)
2016-08-23 【OCW誠徵美術工讀生 : 歡迎我愛藝術、故我存在的你加入我們的行列!】
2016-08-11 *開放式課程誠徵文案撰寫鬼才!!
2016-08-08 【NTHU OCW】追隨林則孟教授的生產計畫與管理,創業就業兩相宜!
2016-08-05 【10510工讀招募】誠徵材料動力學課程錄影工讀生!
2016-07-06 【分享是最偉大的學習】募集您的學習筆記共同創造一個分享知識庫!
2016-07-06 【找尋興趣、提早準備】開放式課程陪您一同翱翔知識的殿堂!
2016-06-24 【10510工讀招募】開放式課程誠徵課程錄影工讀生!
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2016-04-01 【久違了!等到海沽石爛之際!寶塔老師個經2隆重登場就在今天!】
2016-03-22 03/25日(星期五)上午10:00-11:00於清華名人堂辦理「教師工作坊」活動歡迎您的參加!
2016-02-12 【獨家】10420-10620開放式課程預計拍攝課程資訊!若有變動以當年度課程發佈為主,謝謝!
2016-01-29 【10420工讀招募】文學創作與導論誠徵課程錄影工讀生!
2015-12-31 【10420工讀招募】誠徵課程錄影工讀生!
2015-10-29 【清華大學】開放式課程 影音重現 加速你(妳)的學習記憶!
2015-10-27 請來看看烏賊也會看臉色, "翻臉"比翻書還快喔!!
2015-10-20 10410 陳福榮教授電子顯微鏡一課程講義新上市!
2015-10-14 數學與科學-為什麼要學數學
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2015-08-31 【工讀招募】誠徵課程錄影工讀生!
2015-08-18 國外各MOOCS 平台分析調查!
2015-08-17 教師魅力專欄與學生筆記新鮮發行!
2015-08-17 動機系葉廷仁教授 _電動機械一輔助教材新上市!
2015-06-16 【10410 工讀招募】誠徵課程錄影工讀生,歡迎志同道合的你加入我們的行列!
2015-05-23 【管理】 高姊姊開課-如何有效學習微積分
2015-05-12 【管理】開放式課程陪您一起打贏這場期末戰役
2015-05-05 【學習無藩籬─把清大老師帶回家!】只要你有求知的欲望,只要你有學習的熱情,清華大學開放式課程都挺你!
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2015-01-26 持著三個臭皮匠勝過一個諸葛亮的概念,OCW再度推出【數位教材專區】具焦清華學子的學習歷程!
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2014-12-04 劉璦瑜_當代生命科學腦與心智 week1_week10筆記分享!

課程大綱

人類對於周遭事物,如何隨時間與環境而變化,都充滿好奇心。我們要如何用物理學推敲出萬物的變化,或基於系統性的觀察而提出新的想法,這就是普通物理(一)的課程目標。那要如何養成研究問題的邏輯與方法呢?


【課程說明 Description of the course
       What is this course about  
    人類對於周遭事物,如何隨時間與環境而變化,都充滿好奇心。我們要如何用物理學推敲出萬物的變化,或基於系統性的觀察而提出新的想法,這就是普通物理(ㄧ)的課程目標。那要如何養成研究問題的邏輯與方法呢?本課程以牛頓提出的力學為例,除了學習力學定律之外,也鼓勵同學探討牛頓提出這些理論的原因,同時思考章節之間的關聯性,例如在牛頓的向量力學架構下,已經可以解釋物體的運動,為何還需學習新的能量概念等等。 
     課程內容涵蓋基礎牛頓力學、功與能量概念,在熟悉單粒子運動後,將建構簡單的多粒子系統(剛體)所遵守的物理規則(轉動運動),基於以上的物理知識,詳細探討日常生活中常見的物理現象,如重力、固體與流體、振盪、波動等。同時也將探討愛因斯坦為何會提出不同於牛頓力學的特殊相對論,以及在特殊相對論中架構下,為何在不同慣性座標系的觀察者們,對時間、空間的認知會有所不同。

      We are all curious about how nature works. In order to better grasp the fundamental rules that govern our daily life experiences, this course – General Physics (I) – aims to develop students’ abilities in logical reasoning and scientific problem solving. How do we achieve that goal? For example, we will learn Newton’s laws of motion and gravity in this course. The physics of these laws are important, but how Newton and other scientists discovered (or what motivates them to discover) these laws are equally important as well. In addition, we will learn their logical reasoning processes and systematic approaches to tackle problems. Furthermore, it is crucial to make connections between physics topics and form your own understanding of each topics. For example, since Newton’s laws of motion are sufficient to solve mechanics problem, why do we need to introduce the concept of energy to solve the same mechanics problem. 
      This course will cover Newton's laws of motion and the concept of work & energy. After fully understand the motion of single particle, we then construct a simple many-particle system (Rigid Body), and explore the physical laws it follows (Rotational Motion). Based on the understanding of motion of single particle and many-particle systems, we will discuss the physical phenomena occurred in our daily life, such as gravity, solid & fluid, oscillations and waves. Moreover, we will talk about why Einstein proposed special relativity despite success of Newton’s laws of motion in classical mechanics. Within Einstein’s framework of special relativity, we will demonstrate why observers have different perspectives on time duration and spatial length in different inertial reference frames?
 

 

【課程教材 Course Material
       What are the teaching materials 
* 物理學系吳國安教授教學投影片
    Lecture notes (PPT) from Dr. Wu,Kuo-An (Dept. of Physics)

   
  

【參考資料 / references
       References
1.
The Feynman Lectures on Physics
2.

"Physics", Volume1, by R.Resnick, D.Halliday,
  and K. S. Krane.

3.

"University Physics", 2nd revised edition,
  by H. Benson.
 
 
【適用對象 / Suitable Users
       Who is this course for
*

對生活中的物理現象有好奇心者,敬邀您一同探索日常生活中物理的奧秘!
This course is for people who have curiosity for anything or everything! 
 
 
  
【教學方式 / Teaching Method
      How does this course work
*

課程共 13章節,每一章節包含數個單元。
This course consists of 13 chapters; each chapter includes several segments.

*


每單元為10~15分鐘的教學影片,針對單一概念講解,透過例題熟悉單元重點。
Each segment contains a 10-to-15-minitue video and focuses on a specific physics topic.

*


全程由授課教師精製之投影片,最佳化課程單元影片,提供融會貫通之學習效果。
This course offers PPTs that are available for downloading.

*



著重物理定律背後的意義,及思索問題的邏輯性與一致性,在課堂外,希冀能思辨不同問題之間的共通性,舉一反三,解決問題。
This course emphasizes the reasoning of physical laws and nurturing the logical reasoning ability, so that students can apply this training to solve problems outside the classroom.




 【教學進度 / Schedule
      What do you expect to learn in this course

1

動態系統與向量力學
Dynamical Systems & Vector Mechanics 
  

 —從牛頓力學談起(向量力學)Starting from Newtonian Mechanics 

2  功與能Work & Energy
   — 純量的角度來思考牛頓定律
     Understanding Motion from the Scalar Perspective

3

位能與力學能守恆
Potential Energy & Conservation of Mechanical Energy
   —純量力學好簡單 Nothing is Simpler Than Scalar Mechanics

4

線性動量Linear Momentum

  —守恆量與物理問題的簡化
    Conservation Laws and How do They Simplify Physical Problems

5  多粒子系統Many-particle System 
  —  邁向真實世界的第一步 The First Step Towards The Real World

6

剛體轉動Rigid-body Rotation

  — 如何設計容易轉動的輪子
     A possible new design for Wheels

7

角動量Angular Momentum

   — 如何設計容易轉動的輪子
      A Possible New Design for Wheels

8

重力與行星運動Gravity & Planetary Motion

   不會砸落在牛頓頭上的月球(但是蘋果會)
     The Moon Doesn*t Fall on Newton*s Head, but Apples Do.

9

固體與流體Solid and Fluid

   — 巨觀的物理世界 The Macro-scopic Physical Word

10

振盪Oscillation

  — 彈簧振盪*單擺運動*金融市場有關係嗎?
     Is There a Common Feature for Spring Oscillator,
     Pendulum and Financial Marker?

11 波動(力學波)
Waves (Mechanical Waves)
   —力學波的普世性 The Universality of Mechanical Waves.

12 聲波Sound Waves
   Sound waves for dummies

13 特殊相對論Special Relativity
 

— 站在月台上的你似乎瘦了?!
     You look thin when standing on the platform?!



 

 

  • 前往課程
    高淑蓉 高等微積分二
    Advanced Calculus II , Conditions for differentiability , Taylor's theorem and Higher derivatives , Implicit function Theorem , The innor product spaces , Constrained Extrema and Lagrange Multiplier , Completeness and Convergence thm
  • 前往課程
    宋瓊珠 幾何二
    Geometry II , The Sign of Gauss Curvature , Geometric Interpretation of Gauss Curvature , Vector Field , Ruled Surface , The Intrinsic Geometry of Surfaces: Fundamental Theorem of Surface , Clairaut’s Theorem , Hyperbolic Models
  • 前往課程
    高淑蓉 高等微積分(一)
    Advanced CalculusI , Theorems of Open Sets , Completeness , The Heine-Borel Theorem , Uniform Continuity , Integration of functions of one variable , Arzela-Ascoli Throrem , The contraction mapping principle , Differentiable mappings
  • 前往課程
    宋瓊珠 幾何一
    Geometry I , Parametrized Curves , Space Curves: Moving Frames and Torsion , Global property of plane curves , Regular surface , The Tangent Plane; the Differential of a Map , Orientation of Surfaces , The Geometry of the Gauss Map , Geometry of the Gauss Map , Gauss Curvature in Local Coordinates
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    分數教學(Fractional instruction)
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    李家維 生命科學一
    生命科學一(Life Science I) , 水化學(Chemistry of Water) , 能源和生命(Energy and Life) , 細胞信號(Cellular Signaling) , 孟德爾遺傳學(Mendelian Genetics)
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    林秀豪 普通物理二
    普通物理 二General Physics (II) , 電荷與電場(Electric Charge and Electric Field) , 靜電勢能(electrostatic potential energy)
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    常微分方程二(Ordinary Differential Equations II) , 非線性系統的穩定性(Stability of Nonlinear Systems) , 行波解(Traveling Wave Solution) , 函數的方法(Method of Lyapunov Functions)
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