繼上次乾貨滿滿的
第一彈HSC佛腳攻略之後
（還沒看的同學速戳下方連結！！！）
乾貨：HSC物理最強抱佛腳攻略來啦！！（易錯+重點知識點總結 1））
我們老師積極籌備，
高效率的推出了抱佛腳攻略
第二彈！
這次包括module7-module8的內容
相對論？量子物理？
統統不在話下
距離HSC物理考試，還有最後3天！
趕快抓緊時間抓住這份最後的攻略吧
廢話不多說
讓我們直接來看module7和8的乾貨知識點！~
分割一下 好戲開場
- Module 7 -
The Nature of Light
Maxwell 的貢獻主要分為三個部分
1）四個Equations
2）對EMR的貢獻
3）兩個predictions
那就讓我們來細看一下這幾個方面吧~
1. 四個Equations
- 電場是由點電荷向外發出的
Point charges radiate an electric field outwards from them.
- 磁場線始終是迴路的
Magnetic field lines are always loops and there are no magnetic monopoles(isolated pole)
- 變化的磁場會產生變化的電場
A changing magnetc field creates a changing electric field and so on.
- 反之也是，變化的電場會產生變化的磁場
A changing electric field creates a changing magnetic field and so on.
2. 對EMR的貢獻
Maxwell predicts ：
- EMR 的存在：the existence of EMR
- EMR產生方式：一個oscillating charge 會產生一個changing electric field, changing electric field 產生 changing magnetic field，從而產生 EMR. (electromagnetic field consists of two complementary fields: Electric field and magnetic field.)
- EMR傳播方式：Light was propagated by alternating electric and magnetic fields which Maxwell believed would liberate perpendicular to each other. 磁生電，電生磁，通過這種方式EMR往前傳播。所以我們也把他的傳播方式叫做self-propagation，它不需要介質，可以自行往前傳播。
3. 兩個predictions
- Maxwell發現電磁波和光的傳播速度很像，從而推斷出light was an electromagnetic wave.
- 他發現在visibile spectrum之上還存在一些電磁波的頻率:
He predicted that there would be a continuous range of electromagnetic radiations extending beyond ultraviolet and below infra-red (1867) (first prediction of continuous spectrum)
這張圖相信大家都不陌生
請一定要記住 x軸是wavelength，
y軸是intensity
Classical theory predict 的BBR curve是
如黑色所示的那一條
但是Planck做實驗做出來，卻發現真實的BBR curve是像彩色那樣的，這兩者有什麼不同呢？
不同主要體現在兩個方面：
Planck得到的curve有一個peak
在wavelength->0時，Planck得到的curve intensity趨近0，但是classical theory的趨近於infinity
Planck是如何解釋這個區別的呢？
他說，如果圖是像黑線這樣，那麼能量一定不是連續的，
相反，能量是以small packet的形式放出去的，
我們管每一個packet of energy叫做一個量子（quantum）
他也提出了EMR所帶能量的公式，
E=hf.
我們可以看出EMR所帶能量
只與frequency有關
Planck最大的貢獻就在於此，稱他是「量子物理之父」一點都不過分。
他提出了量子的存在，開創了一個新的領域：量子物理
Einstein的相對論有人戲稱
他是「坐在馬桶上」想出來的
因為他的整個狹義相對論只是做了一些思想實驗（thought experiment）
說白了就是他在腦子裡面想出來的
在那個時候並沒有任何實驗依據
那麼，讓愛因斯坦提出狹義相對論的是什麼思想實驗呢？
我們可以想像一個以光速運動的火車🚄
有一個人坐在這個火車上，手裡拿著一面鏡子
那麼他是否能在鏡子裡看到自己的臉呢？？
要了解這個問題，
我們首先要先知道一下，
我們可以在鏡子裡面看到自己的原理是什麼
我們能看到所有物體，
都是因為光打到這個物體上，反射到我們的眼睛裡。
那麼現在這個情況也不例外，
它是因為我們的臉發出來的光可以打到鏡子上，
再被反射回來，
進入到我們的眼睛裡👀，讓我們看到自己
現在你可以開動腦筋來想一想🤔️
那麼這個在火車上的人，
能看到自己的臉嗎？
如果你的答案是：能
你可以接著思考這樣一個問題，
如果有一個在火車外面的observer，
它觀察到這束從你的臉打出來的光
travel的速度是否就會大於光速？
（因為光需要超越火車本身光速的速度，
才能打到鏡子上）
在我們的實際生活中，並沒有觀測到任何大於已知光速的光的速度
所以這個答案，好像不對
如果你的答案是：不能
你可以思考一下，
如果火車是靜止的，你是能看到自己的像
火車以光速運動，你就看不到自己的像
這樣一來，
你就可以知道自己在動還是不在動了
這就會違反伽利略的principle of relativity
（因為伽利略說，
在一個inertial frame of reference裡面，
你不可以做任何的mechanical experiment
來知道自己在動還是不在動）
這樣，一個dilemma（兩難）就產生了，
好像能不能看到自己的臉都不太對
那要怎樣解釋這些問題呢？
那就只有一種可能，
在不同參考系的觀察者看到的距離和時間一定是不一樣的。
這也讓愛因斯坦提出了他的special relativity
That is
All inertial frames of reference
are equivalent and equally valid,
all physic laws apply in inertial frames of reference
Speed of light is constant, c
- Module 8 -
From the Universe to the Atom
bohr的模型大家都知道
（還記不得他三個postulates的趕快去看筆記！）
但是bohr模型的局限性（limitation）
也是很經常考到的，
然而大部分同學很難找出，
或者找全limitation，
那我們就在這裡給大家做一波總結
（快拿出小本本記下來~）
Bohr's model 的 Limitations：
沒有解釋為什麼stationary state存在，
為什麼電子能量是quantised
沒有考慮到原子核內部的結構
Rydberg equation只適用於hydrogen
沒有解釋為什麼會產生hyperfine structure（Looking more closely at each spectral line reveals that it is not just one line – each is split into 2 spectral lines with around 0.1nm difference in wavelength）
沒有解釋為什麼會有zeeman effect（Zeeman applied a strong magnetic field to discharge tube, then the spectrall ines split into 3.）
薛丁格是一個非常偉大的人，
相信大家都聽說過薛丁格的貓🐱
他從一個量子力學的角度提出了一個嶄新的原子模型
那就讓我們來看一下具體是什麼吧~
薛丁格的模型建立在de Broglie之上，
他也把電子看作一個波，
提出了一個波函數（wave function）
用來確定電子在每個時刻的狀態。
通過這個函數，我們可以得到電子的probability density function。
他與前人的模型比，
最大的優勢在於他並沒有像Bohr一樣
說電子只能在stationary states上存在，
反之，
他說電子是可以在atom裡的
任何位置被發現的，
但是在每個位置被發現的概率不同。
Probability density function
便表示出了電子在原子裡某個位置被發現的概率。
之後，他把電子在每個位置被發現的概率用點陣的形式表示出來（發現概率大的地方，點更密些，概率小的地方，點更稀疏些），
叫做Electron cloud model，
如下圖所示：
這是module 8 一個非常重要的知識點，
很多學生都會被
quark，lepton等翻譯成中文也看不懂的詞彙
搞得暈頭轉向😷
但是不用擔心，
在高中階段，
我們只需要記住他們的名字，
建立起一個基本的standard model of matter，
大概了解每種particle的性質就好啦！
更多是需要記憶的內容，放輕鬆！！
這裡老師就為大家總結一下
standard model of matter
只要記住這個思維導圖，
你的standard model of matter就一定沒有問題啦！
現在，請你對著這張圖，
想一想每種fundamental particle的性質是什麼？
（如果記不起來的話，趕快去看書複習哦）
如果題目讓你評估一個model
是不是一個好的model，
或者評論一個model的局限性，
那麼請參照下幾條
Recall that:
• A scientific model is
a physical, mathematical and/or
conceptual representation of
ideas, events and/or processes
• a good scientific model must:
explain a wide range of observations （能解釋一些實驗現象，或者能幫我們更好的去理解或visualise一個東西）
make predictions which can be tested
be consistent with other accepted scientific model
模型的局限性往往在於，他跟我們try to model的東西還是有一些區別，會讓模型變得不那麼準確，我們只要找出這些區別加以說明即可
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以上就是
老師辛勤為大家整理的
幾個重點知識點
覺得我們老師的講課方式非常生動，易懂？
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