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有趣的粒子物理簡介 / 26M027

Brief introduction of particle physics

下載課程大綱
地球上的所有物質皆由原子與分子所構成，而分子由原子組成，原子則進一步由電子、質子與中子構成。然而，隨著科學研究的進展，人類逐漸發現自然界的基本組成並不僅止於此。透過宇宙射線的觀測以及大型粒子對撞機等實驗，科學家揭示了更多種類的基本粒子，例如構成質子與中子的夸克（quark）、由夸克組成的介子（meson）、與電子具有相同電荷但質量較大的渺子（muon），以及質量極小、幾乎不與物質作用的微中子（neutrino）等。
為了系統性地理解這些粒子及其交互作用，物理學家建立了粒子物理的「標準模型」（Standard Model），用以描述目前已知的基本粒子及其所遵循的自然定律。2012 年，大強子對撞機（Large Hadron Collider, LHC）成功觀測到希格斯粒子（Higgs particle），完成了標準模型中關鍵理論的實驗驗證。
  • 授課教授： 張蓉
  • 年　　度： 115暑假
  • 開課學校： 國立清華大學
  • 課程類別： C類一般課
  • 課程領域： 物質科學
  • 學 分 數： 2學分
  • 上課方式： 同步遠距課程
  • 課程費用： 夥伴學校 NT$700 / 非夥伴學校 NT$1,750
  • 上課地點： 同步遠距 同步遠距
  • 上課起訖： 2026-07-06 ~ 2026-08-14
  • 上課週數： 6週
  • 課程時間：
    • 07/06 07/13 07/20 07/27 08/03 08/10 | 星期一 | 10:00 ~ 11:50 | 共 6 次
    • 07/08 07/15 07/22 07/29 08/05 08/12 | 星期三 | 10:00 ~ 11:50 | 共 6 次
    • 07/10 07/17 07/24 07/31 08/07 08/14 | 星期五 | 10:00 ~ 11:50 | 共 6 次
  • 課程大綱、評分標準、教學方式簡介：
 第一堂課程將簡介課程大綱、評分方式，並介紹粒子物理課程內容。、電子：

這堂課將介紹電子的發現，測量電子電荷的油滴實驗等，以及加速帶電粒子產生的輻射。、光子：

這堂課將介紹光的粒子性、波動性，以及光電效應及太陽能發電等。、輕子與反粒子：

從宇宙射線中，發現正子、渺子等粒子。正子是電子的反粒子，帶電的渺子和電子同為輕子。這堂課將介紹輕子（電子、渺子、τ子）及反粒子相關內容。、微中子（ㄧ）：

微中子是質量最輕的粒子，但標準模型尚未能夠解釋它的質量來源。這堂課將介紹它的發現、微中子震盪以及相關實驗。、質子、中子、介子與夸克：

這堂課將介紹質子、中子、介子以及組成這些粒子的基本粒子夸克。、原子與核能發電：
 這堂課將介紹原子以及核能發電。、電弱作用力與強作用力：

這堂課將介紹電弱作用力與W和Z玻色子，以及強作用力與膠子。、標準模型與希格斯粒子：

希格斯粒子是標準模型中最後一個被觀測到的粒子，在標準模型中可以解釋質量的起源。這堂課將介紹它的發現以及如何賦予粒子質量。、對撞機物理，期中報告總結回顧（一）、微中子實驗、暗物質搜尋、重力波探測，期中報告總結回顧（二）、微中子（二）：

微中子是質量最輕的粒子，但標準模型尚未能夠解釋它的質量來源。這堂課將介紹解釋微中子質量的新物理理論模型。、頂夸克：

頂夸克是標準模型中最後一個被觀測到的夸克，這堂課將介紹它的發現，以及質量、特性等研究。、宇宙起源與暗物質（一）：

透過天文望遠鏡探測數據、宇宙微波背景輻射等資訊，幫助我們逐步解鎖宇宙起源的奧祕。、宇宙起源與暗物質（二）：

透過天文望遠鏡探測數據、宇宙微波背景輻射等資訊，幫助我們逐步解鎖宇宙起源的奧祕。、其他新粒子：

標準模型是目前被實驗證實最全面的粒子物理理論模型，但標準模型中不能解釋微中子的質量來源以及暗物質等的新物質。這堂課將介紹新物理模型以及實驗觀測新粒子的方向。、粒子物理 過去、未來與展望：

綜觀粒子物理的理論與實驗發展，理解基礎科學如何塑造現代物理觀。 展望其對宇宙學觀測、量子科技與未來應用研究的啟發與影響。、課程總結與回顧期末報告
  • 修課身分： 大學生、準大一
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