銜接課程-第1單元

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1-1 物理學的範疇

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4. 電磁學(1) 家庭電器如電燈、電爐、吹風機應用電流的熱效應。(2) 電解、電池、電鍍應用電流的化學效應。(3) 電磁鐵應用電流的磁效應。(4) 廣播、電視、雷達及無線電通訊應用電磁波的傳遞。(5) 半導體、二極體、電晶體、積體電路以至電腦應用了電子學的技術。

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1-2 物理學的演進

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二、近代物理學的發展（一）十九世紀末的重要發現1. 陰極射線的本質及電子的發現1897年英國著名的物理學家湯木生發現從陰極發射出的射束，稱為陰極射線(cathode-ray)，實際上是由帶負電的粒子所組成，稱之為電子(electron)，並且量出了電子電量和其質量的比值。他進一步發現不管陰極是用什麼材料製成，所發射出的電子都是一樣的。因此1899年即採用電子(electron)一詞來表示這個載荷子，而電子也用來表示電的自然單位。

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（二）量子理論的發展1. 黑體輻射與量子論1859年由德國物理學家科希荷夫提出黑體輻射的概念，他指出理想的輻射放射物體，它可吸收所有波長的輻射線並在其內部達成完美的熱平衡。1900年12月14日普朗克(Planck, 1858~1947)用了一個能量不連續的簡諧振子假說，依照波茲曼的統計方法，提出了黑體輻射公式E=hν，h=6.6260754×10–34 J.s。這假說具有劃時代的意義，因此，現在一般都將普朗克稱為量子論的始祖並以1900年訂為量子力學誕生的年分。

2. 光電效應1887年德國科學家海因里希‧赫茲發現光電效應現象。他們發現使用可見光或紫外線照射某些物質時，其表面會釋放出陰極射線，即是電子。1905年愛因斯坦(Albert Einstein, 1879~1955)，對光電效應提出了一個合理的解釋，認為實驗上，若要有光電子產生，照射光的頻率必須要大於一個臨界值ν0，不同金屬表面有不同的臨界值。若小於這個頻率光線的強度再強也不會有光電子產生，這對後來科學界有極為深遠的影響。

（二）量子理論的發展1. 黑體輻射與量子論1859年由德國物理學家科希荷夫提出黑體輻射的概念，他指出理想的輻射放射物體，它可吸收所有波長的輻射線並在其內部達成完美的熱平衡。1900年12月14日普朗克(Planck, 1858~1947)用了一個能量不連續的簡諧振子假說，依照波茲曼的統計方法，提出了黑體輻射公式E=hν，h=6.6260754×10–34 J.s。這假說具有劃時代的意義，因此，現在一般都將普朗克稱為量子論的始祖並以1900年訂為量子力學誕生的年分。

2. 光電效應1887年德國科學家海因里希‧赫茲發現光電效應現象。他們發現使用可見光或紫外線照射某些物質時，其表面會釋放出陰極射線，即是電子。1905年愛因斯坦(Albert Einstein, 1879~1955)，對光電效應提出了一個合理的解釋，認為實驗上，若要有光電子產生，照射光的頻率必須要大於一個臨界值ν0，不同金屬表面有不同的臨界值。若小於這個頻率光線的強度再強也不會有光電子產生，這對後來科學界有極為深遠的影響。

3. 康普吞效應1923年，美國物理學家康普頓以實驗證實了能量和動量都可由光子傳遞，他所提出之康普頓效應(Compton effect）印證了當X射線或伽瑪射線的光子跟物質交互作用時，一旦光子失去能量會導致波長變長，若是光子獲得能量則引起波長變短的現象。這個效應不僅反映光具有波動性且光在某種情況下則會表現出粒子現象，這是繼光電效應後成為光量子理論的又一重要實驗依據。

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1-3 物理量及公制單位

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國際單位系統(International System of Units)，或稱SI單位制，又稱公制單位系統，在此單位系統中，將物理量的單位分為：1. 基本單位：指前述之七種基本量的單位，表1-3為其名稱和符號。2. 導出單位：指導出量的單位，它可由基本單位組合而成，例如速度的單位（如公尺／秒），可由長度和時間二種基本單位來組成；力的單位（如牛頓，即公斤－公尺／秒 2），則須再加入質量的基本單位來組成，表1-4為一些常見的導出單位。

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1-4 有效位數與科學記號

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