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10001 工程
能源核電與輻射
李敏 教授
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 
 

期初報告內容為觀看 
http://pnn.pts.org.tw/main/?p=25573 

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 教授
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 

 

 

Textbooks

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. 



 

10001 自然科學
熱統計物理一
林秀豪 教授

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。

 

 

【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 教授

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.
 
 

Prerequisites
Knowledge of Calculus.
 

 
 

09902 自然科學
當代生命科學
焦傳金 / 李家維 教授
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 :  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?
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 教授
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!
 
 
【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
   
09902 自然科學
普通物理
林秀豪 教授

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 教授
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
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



 

09902 自然科學
代數二
顏東勇 教授
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 

 

 

09902 自然科學
微積分二
高淑蓉 教授
微積分的危機,總讓大家愁眉苦臉,講台上的老師,也憂心忡忡的回望。遇到這種摸不著頭緒的學習情形,歡迎收看【化危機為轉機的: 高淑蓉老師微積分課程】 老師將憂心轉化成嚴格的教學,帶領大家度過數學危機!讓您的愁眉只在一瞬間!

 
【課程說明】
sequences, series, vector calculus, functions of several variables, gradients, double and triple integrals, line integrals and surface integrals.
 
【指定用書】
Calculus by Salas, Hille, Etgen, 10th Edition
ISBN:0471698040

 
【教學進度 】
循序漸進