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10001 工程
應用力學一
葉銘泉
如果力學課本就像金庸小說一樣精彩好看那有多好!葉教授的幽默親民不輸金庸筆下老頑童的活潑可愛,葉教授的學問淵博正如金庸筆下周伯通的武術精妙,將課本中繁雜的敘述去蕪存菁,化為精闢的說明,可謂「句句是重點,字字是精華」!
 

課程說明(Course Description)
本課程為為兩學期的課程,應用力學一級二。
本課程為固體力學之基礎,包含靜力學及動力學,以質點或剛體探討靜力平衡問題及運動現象。內容詳見所附資料。 
 

指定用書(Text Books)
Vector Mechanics for Engineers-Statics
Vector Mechanics for Engineers-Dynamics
by Beer, Johnston, Jr., Mazurek and Eisenberg
9th Ed. in SI Units (2010) 


參考書籍(References)
Engineering Mechanics - Statics/Dyanmics by Hibbeler
Engineering Mechanics - Statics/Dynamics by Riley and Sturges
Engineering Mechanics - Statics/Dyanmics by Meriam and Kraige
Engineering Mechanics - Statics/Dynamics by Tongue and sheppard 
 


教學方式(Teaching Method)
上課講解,作業,助教晚上協助學生解答疑問。
上課時並以口頭問答方式了解學生學習情況。

 

教學進度(Syllabus)
靜力學及動力學共18章,上學期應用力學一會上完靜力學10章及動力學11及12章,平均分配於整個學期,兩次期中考及一次期末考,另有不定期平常考。講授內容如下︰
1. Introduction
2. Statics of Particles
3. Rigid Bodies : Equivalent System of Forces
4. Equilibrium of Rigid Bodies
5. Distributed Forces : Centroids and Centers of Gravity
6. Analysis of Structures
7. Forces in Beams and Cables
8. Friction
9. Distributed Forces : Moments of Inertia
10. Method of Virtual Work
11. Kinematics of Particles
12. Kinetics of Particles : Newton’s Second Law 

 

成績考核(Evaluation)
1. 1st Exam. (Chap. 2 - 6) 30%
2. 2nd Exam. (Chap. 7 - 10) 30%
3. Final Exam. (Chap. 11 - 12) 30%
4. Homeworks 10%
5. Quizs (不定期、不通知) 5%

10001 工程
能源核電與輻射
李敏
核能是我的專業,教育是我的事業!座擁全台唯一的核工科系,清大推出核工領域最熱血的「敏兒」-李敏教授!嚴肅但活潑的敏兒教授,以專業的核能知識,熱血的灌溉著清華學子們!想了解「核能」到底「有何能耐」嗎?想一窺敏兒教授熱情奔放的邏輯講解? 
 

 一、課程說明(Course Description) 
    人類應不應該繼續使用核能發電,在世界各國都是一個頗具爭議的問題。在國內,是否應該興建核四廠已經爭議了近二十年,核四成了政治的圖騰,成為政黨興衰與個人意志力的象徵。民進黨執政後,以迅雷不及掩耳的方式,宣佈停建核四,接著在在野黨的脅迫下,恢復核四的興建,一停一續之間,衝擊了人們對執政黨的信心,成為造成經濟衰退的最後一根壓死駱駝的稻草。林義雄先生對核四公投的堅持,也直接的促成了公投法的通過。為了對環保團體有所交待,張俊雄院長在宣佈核四復工時,同時聲稱推動”非核家園”政策。七年來,未見政府依程序,將”非核家園”列為正式之國家政策。 

2003年,國際化石燃料價格開始飆漲;2005年2月,抑制二氧化碳排放的京都議定書生效;已開發國家開始積極尋求可以替代化石燃料產生大規模動力的能源。核能發電成本較不易受到國際能源價格波動影響,以及不排放二氧化碳的兩項重要特質,重新獲得該有的重視。 
核能發電所使用的燃料體積小,運輸貯存方便;核能發電成本中,燃料成本所佔的比例較低,故其發電成本較穩定,不易受到國際燃料價格的飆漲影響而有大幅度的波動。因此,能源依賴進口國家均將核能視為準自產能源。台灣超過99%的能源依賴進口。 

核能發電能減少產生二氧化碳,行政院第二十五次科技顧問會議(94年4月22~23日)中,美國麻省理工學院物理系教授莫里茲博士明白的指出:「如果在考慮二氧化碳減量時,不考慮核能,及無法為這個問題找到解決方案(If you exclude nuclear power from the solution, there is no solution)」。世界各主要國家(如美國、英國、法國、俄國、加拿大、日本、韓國、中國大陸)都認同此項看法,也都以核能為控制二氧化碳排放的主要工具。三年前,馬總統剛接掌政權時,經濟部發表之「能源安全策略報告」 中,擬定二氧化碳減量目標為「於2016至2020年回到2008年排放 量,並於2025年回到2000年排放量」,2000年的排放量為214.5百萬噸。馬總統5月19日在台南大學和近300名大學生座談,274名學生支持減碳優先,只有11名學生認為廢核優先。 
全力發展再生能源是無悔的政策,但我們必須認知下面的現實。再生能源最大的問題為能量密度非常低,需有廣大的土地面積來收集。台灣人口占世界之0.3%,土地面積僅占世界之0.06%,而我們的能源消耗為全球之1%,以單位國土面積耗能來說,台灣排名世界第一,是美國的10倍、日本的近2倍、德國的近3倍、荷蘭的1.3倍。 

本課程的重點即在介紹核能發電的普通常識,內容將包括能源與輻射的基本常識。課程內容不涉艱深之理工理論,歡迎人社院與科管院的同學選修。 

 
二、參考書籍(References) 
Richard Wolfson, "Nuclear choice, a Citizen Guide to Nuclear Technology,", 
The MIT Press, 1993 
李敏、黃四昌”核能電廠安全及輻射防護” 
科學月刊 2011 二月號, 四月號, 五月號 數篇介紹核能,日本福島核子事故的文章 


三、教學方式(Teaching Method)
課堂講授,問題討論及電廠參觀(尚不確定,待安排) 


四、教學進度(Syllabus) 
能 源 4小時 
核能發電基本知識介紹 10小時 
核能發電簡史與現況 
核能發電原理 
核電廠安全設計 
重大核電廠事故回顧 
輻射與輻射防護 8小時 
輻射與物質作用 
輻射劑量與生物效應 
重大輻射安全事件回顧 
核廢料 4小時 
低階核廢棄物 
使用過核燃料與高階核廢棄物 
核能發電爭議 4 小時 
 

五、成績考核(Evaluation) 
成 績 考 核 
隨堂問卷或小考:20% 
期初報告:30% (10月3日繳) 
期末報告:50% (1月11日繳) 
隨堂小考的題目為上課教的內容: 例如:台灣有幾座核能電廠及其所在地?分子的組成?原子核的組成?何謂核分裂反應?自然界中可以發生分裂反應的核種?什麼是核廢料?什麼是高階核廢料等...。只要上課有到(人到,心到)即可以回答。 

期初報告內容為觀看 
http://www.youtube.com/watch?v=7om7cNI_i2w&feature=relmfu 
http://www.youtube.com/watch?v=3ovudTMOmzY&feature=relmfu 
http://www.youtube.com/watch?v=WF3hkI7LkOI&feature=relmfu 
http://pnn.pts.org.tw/main/?p=25573 

片錄影帶後的評論與感想,同學亦可以其他同類型的錄影帶替代,但必須於報告中註明錄影帶的網址。期初報告的目的為讓學生了解核電爭議的源頭。期初報告未交者,建議退選。 

期末報告為對核能相關議題的探討。 
 

 

10001 工程
科學計算
張智星
張智星教授獨門的MATLAB知識,像是能夠用旋律分辨音樂的語音辨識程式等,幫您更新資訊科技發展的最新進度!智星教授在此遞上邀請函,邀請您參加華麗的【科學計算】舞會!笑臉迎人、帥氣逼人的張智星教授,在MATLAB的舞會現場等著你的到來!

 Course Description
The objective of this course is to provide the basic concepts of scientific computing, with applications to diversified areas including simple games, page rank, fractals, linear equations, interpolation, ordinary differential equations, and so on. We shall emphasize the use of MATLAB as the tool for such scientific computing and visualization.

 
Prerequisites
Calculus, Linear algebra 
 
Text Books
MATLAB程式設計【入門篇】 by Roger Jang
Experiments with MATLAB by Cleve Moler
Numerical computing with MATLAB by Cleve Moler 
 
References
MATLAB程式設計【進階篇】 by Roger Jang 
 
Course format
We shall have lecture and lab sessions.
The TA will lead the lab session and students are expected to finish the assignments in the lab sessions. The time for the lab sessions is to be determined in the class. 

Syllabus
We shall follow the contents of the books by Cleve Moler closely. 
 
Evaluation
Course participation: 10% or so
Assignment: 50% or so
Exam: 40% or so 


Course Web Page
http://mirlab.org/jang/courses/cs3330

10001 自然科學
熱統計物理一
林秀豪

如果說同學的筆記是上課的精華,那老師的筆記就是精華中的精華! 林秀豪教授的熱統計物筆記公布囉! 想知道幽默風趣的豪豬教授的筆記有多可愛嗎? 想 知道80分鐘的課程,是如何幻化成幽默的卡通語言嗎? 

 

教科書
Thermal Physics (second edition, 1980) by Kittel and Kroemer.
一般來說,教科書最好不要太舊,才能跟上科學進展的腳步。很認真地讀了幾本新的教科書,發現 Kittel and Kroemer 寫的熱物理真是經典,也很對我的胃口。當然這和作者都在美國的加州大學任教無關,尤其與 Kroemer 在風光明媚的 Santa Barbara 教書這件事,特別沒有關係。

 

背景知識
General Physics: Temperature, entropy and heat. Bolzmann distribution. Stationary states (energy levels) in quantum physics.
Applied Math: Partial differentiation. Probability theory.
熱統計物理所需的背景知識不多,如果你之前很混,這是你東山再起的好時機。但這並不是說這門課很容易,因為上課內容包含很多新觀念,所以需要相當多的時間才能消化。教科書後面的習題一定要做,不然你跟得上的機率很小。

 

期末成績
學期共有三次評量:兩次期中考與期末考。三次分數加總後,其平均值為期末原始分數,視全班學習狀況於整體比較後,以等第制給定最後的成績。
一定被當的訣竅:習題課出席率低於七成,且期末原始分數低過60分的同學,很抱歉,你的期末成績必定不及格。
一定及格的方法:期末原始分數高於60分的同學,就恭喜你了。
每次考試有6題,每題佔20分,共120分,4題為計算題,1題為論述題,另有1題加分題。計算題由課本習題改寫(一定會改到背答案是沒用的,所以請不要白費力氣),事先演練並徹底瞭解習題,將有效提昇你的分數。論述題有字數與格式規定,請於考前多多練習。加分題是由上課內容延伸而來,有志於物理研究的同學,可以做為學習的指標。

 

上課時間
每星期上兩次80分鐘的課,共160分鐘,上課時間如下:
Mondays (10:10-11:30)
Wednesdays (08:30-09:50)

 

上課進度
下列為預估上課進度與內容,實際進度將視上課狀況調整,請定期瀏覽網頁上的最新消息與課程更新。
 
Week 1
Sep 12 (Mon) 中秋節

Sep 14 (Wed) L1: multiplicity (Chap 1)

Week 2
Sep 19 (Mon) L2: binary model system (Chap 1)
Sep 21 (Wed) L3: sharpness of multiplicity function (Chap 1)

Week 3
Sep 26 (Mon) L4: most probable configuration (Chap 2)
Sep 28 (Wed) 教師節

Week 4
Oct 3 (Mon) L5: temperature (Chap 2)
Oct 5 (Wed) L6: entropy (Chap 2)

Week 5
Oct 10 (Mon) 國慶日
Oct 12 (Wed) L7: Boltzmann factor (Chap 3)

Week 6
Oct 17 (Mon) L8: partition function (Chap 3)
Oct 19 (Wed) L9: Helmholtz free energy (Chap 3)

Week 7
Oct 24 (Mon) L10: Sackur-Tetrode equation (Chap 3)
Oct 26 (Wed) 1st midterm (Chap 1-3)

Week 8
Oct 31 (Mon) 發考卷與檢討考卷
Nov 2 (Wed) L11: Planck radiation law (Chap 4)

Week 9
Nov 7 (Mon) L12: electrical noise (Chap 4)
Nov 9 (Wed) L13: phonon and Debye theory (Chap 4)

Week 10
Nov 14 (Mon) L14: chemical potential (Chap 5)
Nov 16 (Wed) 全校運動會停課

Week 11
Nov 21 (Mon) L15: chemical potential, again (Chap 5)
Nov 23 (Wed) L16: thermodynamic relations and identities (Chap 5)

Week 12
Nov 28 (Mon) L17: Gibbs sum (Chap 5)
Nov 30 (Wed) 2nd midterm (Chap 4-5)

Week 13
Dec 5 (Mon) 發考卷與檢討考卷
Dec 7 (Wed) L18: quantum statistics (Chap 6)

Week 14
Dec 12 (Mon) L19: Fermi and Bose functions (Chap 6, page 152-160)
Dec 14 (Wed) L20: ideal gas in classical limit (Chap 6, page 160-171)

Week 15
Dec 19 (Mon) L21: thermal processes for ideal gas (Chap 6)
Dec 21 (Wed) L22: Fermi gas (Chap 7)

Week 16
Dec 26 (Mon) L23: metal, white dwarf star and nuclear matter (Chap 7)
Dec 28 (Wed) L24: Bose-Einstein condensation 1 (Chap 7)

Week 17
Jan 2 (Mon) L25: Bose-Einstein condensation 2 (Chap 7)
Jan 4 (Wed) L26: superfluidity in Helium (Chap 7)

Week 18 (Final Week)
Jan 11 (Wed) final (Chap6-7)

10001 自然科學
機率論
鄭少為

找尋興趣,提早準備,贏在起跑線!想追求更多課本以外的專業知識嗎?清華大學開放式課程為你種植了一座學習資源森林,等你來探索!

 

 

Course outline
The course will be given on the basis of 3 hours a week (Tuesday, 10~12 AM and Thursday, 11~12 AM) in 綜合三館 room 203. The materials for teaching will be regularly posted on the course website (http://www.stat.nthu.edu.tw/~swcheng/Teaching/math2810/).

This course introduces students to useful and interesting ideas of the mathematical theory of probability, and to a number of applications of probability to a variety of fields including genetics, economics, geology, business, and engineering. The theory developed together with other mathematical tools such as combinatorics and calculus are applied to everyday problems. Concepts, calculations, and derivations are emphasized. Topics include the basic results and methods of both discrete and continuous probability theory: conditional probability, independent events, random variables, jointly distributed random variables, expectation, variance, covariance, and limit theorems.

 

Textbook

 

Ross, S. (2009), A First Course in Probability, 8th edition, Pearson Prentice Hall.

 

References

 

1. Ross, S. and Pekoz E. (2007), A Second Course in Probability, ProbabilityBookstore.com.
2. Feller, W. (1967), An Introduction to Probability Theory and Its Applications, Volume I, 3rd edition, John Wiley & Sons.
3. Feller, W. (1971), An Introduction to Probability Theory and Its Applications, Volume II, 2nd edition, John Wiley & Sons.

 

Assignment

 

There will be weekly or bi-weekly assignments. You are free to discuss the assignment questions with your classmates, but you must write up your answers individually. You CANNOT turn answers in as a group or simply reproduce a classmate's write up. All homework must be handed in before the end of class on the day it is due.

 

Grading

 

Your grade will be determined by homework (30 %), a midterm (30 %), and a final exam (40 %).

 

Prerequisites

 

Knowledge of Calculus.

 

09902 自然科學
當代生命科學
李家維 / 焦傳金
尋找興趣,提早準備,贏在起跑點!!想追求更多課本以外的專業知識嗎? 清華大學開放式課程為你種植了一座學習資源森林,等你來探索!現在就走進開放式課程的森林,品嚐最甜美的知識果實!

 

 
課程大綱

Week 1 : 生命的起源
            主講者:李家維教授(分子與細胞生物研究所)
               參考書籍:
               我們是火星人?
               生命的起源比你想得更簡單

Week 2 : 臍帶血與幹細胞
Week 3 : Why we age?
Week 4 : 基因改造食品
Week 5 : 基因療法基因檢測
Week 6 :全球流感防疫總動員
Week 7 : 癌症
Week 8 : 永保青春
Week 9 : 亦敵亦友:探索微生物的世界
Week 10 : 眼睛與人工視覺
Week 11 : 新藥免疫療法 發展治療哮喘與過敏的抗體藥物
Week 12 : 為什麼我要有生命科學知識呢?-生命科學知識對你的益處
Week 13 : 為什麼我要有生命科學知識呢?-動物的生殖策略與演化的關係

 

09902 自然科學
普通物理實驗
戴明鳳
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【指定參考】
1.中文教材:「普通物理實驗」,黃勝良、吳秀錦主編,國立清華大學出版社出版,93 年 9 月版。
2.實驗講義、講解簡報和參考資料見普物實驗網站:http://www.phys.nthu.edu.tw/~gplab和科普
實驗網站:http:// gen_sci.phys.nthu.edu.tw/
3.英文教材:請自行從普物實驗室網站:http://www.phys.nthu.edu.tw/~gplab下載。
 

 

09902 自然科學
普通物理
林秀豪

近年來,普通物理的課本越長越厚。老師怎麼教?學生如何讀?物理系專業的課程,教科書也沒長到這般怪獸的厚度,這真的是最有效率的學習方法嗎?我不以為然。在99學年,我決意進行一項普物教學的改革:每個學期我只教十個問題。

◆◆◆◆◆◆豪豬教授給學習普物同學的話◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆

      近年來,普通物理的課本越長越厚。老師怎麼教?學生如何讀?物理系專業的課程,教科書也沒長到這般怪獸的厚度,這真的是最有效率的學習方法嗎?我不以為然。
   在99學年,我決意進行一項普物教學的改革:每個學期,我只教十個問題。介紹學生瞭解這些問題,引導課堂上適度的討論,並輔以紮實而系統化的背景知識。希望開創雙向溝通的課堂,將傳統授課與課堂討論結合,讓學生藉由參與課程進行,窺見科學知識的前沿,並培養分析、解決問題的能力。
    此段的開放式課程,是這項改革的第一步。希望在102學年,我們能夠以更成熟的方式,呈現完整的普物課程(上下學期各10個問題),提供學生與教師另一個學習普通物理的途徑。 

 課程大綱
General Physics  (II) (Spring, 2011)
For updated information, please go to 
http://hsiuhau.wikispaces.com/
Lecturer: Prof. Hsiu-Hau Lin
Textbook: Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics (8th edition) by J. W. Jewett and R. A. Serway.
Ten Questions for General Physics II
(Spring, 2011)

Q1 (Week 2-3, Chap 23-24)
Why are most materials charge neutral?

Q2 (Week 4, Chap 25)
What causes lightning?

Q3 (Week 5, Chap 29)
How does the Earth’s magnetism arise?

Q4 (Week 6, Chap 30)
Can magnetic forces do work?

Q5 (Week 7-8, Chap 31, Chap34)
Why can light propagate in vacuum?

Week 9 Midterm on April 21, 2011 

Q6 (Week 10-11, Chap 37-38)
What is the secret to appreciate impressionist paintings?

Q7 (Week 12-13, Chap 40)
What is the nature of light?

Q8 (Week 14-15, Chap 41-42)
Why are atoms stable?

Q9 (Week 16, Chap 43)
How can superconductors superconduct?

Q10 (Week 17, Chap 44)

How can we date fossils?

Week 18 Final on June 23, 2011

 

09902 自然科學
普通化學二
洪嘉呈
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課程大綱

課程說明
普通化學(General Chemistry)
一般化學的介紹,包括無機、生化、有機、物化、分析之基本課程。
指定用書
Chemistry - The Molecular Nature of Matter and Change, 5th edition, by Martin S.
Silberberg
參考書籍
Chemical Principles by Zumdahl
教學方式
(1)以 Power Point 講解並用黑板輔助說明
(2)上課補充資料及指定的習題解答將會公佈於數位學習系統iLMS (
http://lms.nthu.edu.tw/)
(3)Office hour: 3:30~5:00 PM Tuesdays, Chemistry building R402
(4)考試前將安排時間由助教做習題講解 
教學進度
1. The Properties of Mixtures: Solutions and Colloids
2. Kinetics of Chemical Reactions
3. Equilibrium of Chemical Reactions
4. Acid-Base Equilibria
5. Ionic Equilibria in Aqueous Systems
6. Thermodynamics of Chemical Reactions
7. Electrochemistry
8. Main Group Elements
9. Organic Compounds and the Atomic Properties of Carbon
10. The Transition Elements and Their Coordination Chemistry
11. Nuclear Reactions and Their Application
12. The Elements in Nature and Industry
成績考核
(1) attendance is required; quiz (10%), two midterms and final (30% each)
(2) Test schedule: midterm I on 3/30/11 (Wed), midterm II on 5/11/11 (Wed), and final on 6/22/11 (Wed) 

 

09902 自然科學
代數二
顏東勇
尋找興趣,提早準備,贏在起跑點!!想追求更多課本以外的專業知識嗎? 清華大學開放式課程為你種植了一座學習資源森林,等你來探索!現在就走進開放式課程的森林,品嚐最甜美的知識果實!

 

 
課程大綱
課程說明
1. Ring Theory
2. Field Theory 
 
指定用書
I. N. Herstein, Abstract Algebra. 
 
教學方式
課堂講授 
 

 

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