[評價] 108-2 鄭原忠 物理化學二-量子化學

作者: awei (尋夢人)   2020-08-10 02:15:33
※ 本文是否可提供臺大同學轉作其他非營利用途?(須保留原作者 ID)
(是/否/其他條件):是
哪一學年度修課:108-2
ψ 授課教師 (若為多人合授請寫開課教師,以方便收錄)
鄭原忠(小蟲)
λ 開課系所與授課對象 (是否為必修或通識課 / 內容是否與某些背景相關)
 化學系大二必修
δ 課程大概內容
Week 1 Why Quantum Mechanics? The Heisenberg Uncertainty Principle,
The Time-Independent Schrodinger Equation, Operators
Week 2 The Superposition Principle & Expectation Values, Measurement
Week 3 Particle in a One-Dimensional Box, Tunneling,
Particle in a Three-Dimensional Box
Week 4 Quantum Harmonic Oscillator
Week 5 Postulates of Quantum Mechanics, Dirac Notation,
Harmonic Oscillator Revisited
Week 6 Angular Momentum & The Rigid Rotor,
The Heisenberg Uncertainty Principle Revisited
Week 7 The Schrodinger Equation for Hydrogen-like Atoms,
Hydrogen-like Orbitals, Orbital Angular Momentum
Week 8 期中考
Week 8 Electron Spin & Variational Method
Week 9 Helium Atom, Pauli Exclusion Principle, Slater Determinant,
Many-Electron Problems: Hatree-Fock Self-Consistent Field Method,
Atomic Terms
Week 10 The Born-Oppenheimer Approximation, The Hydrogen Molecule Ion,
Electronic Structure of Many-Electron Molecules:
Molecular Orbital Theory, Huckel Theory
Week 11 The Interaction between Molecules and Radiation,
Transition Probabilities, Selection Rules
Week 12 Rotational & Vibrational Spectroscopy of Molecules
Week 13 Electronic Spectroscopy of Diatomic Molecules,
Franck-Condon Principle
Week 14,15 Excited States, Electronic & Vibrational Relaxtion,
Fluorescence & Phosphorescence
Week 16 期末考
Week 17 Direct Numerical Solution to the Schrodinger Eq.
Week 18 Introduction to Computational Chemistry
1. 主題式教學,週次號碼按老師的教學主題順序,並沒有特別對應到哪一本書。
事實上多數章節內容都有混用到2本以上的教科書,詳見「上課用書」一項。
(範圍涵蓋Silbey Chapter 9, 10, 11, 13, 14)
2. 紅字部分 (第8週至第11週) 表示受疫情影響,取消實體上課、改為OCW線上觀影。
(其實整學期內容均早已收錄在台大開放式課程,詳見板上99-2評價文)
3. 紅字部分 (第17週和第18週) 表示受疫情影響,彈性補充教學,
這兩週的教學內容不列入考試範圍中,同學可自由到校聽講。
(我想小蟲應該是系上唯一按照教育部指示、乖乖把課上完的教授吧XD)
Ω 私心推薦指數(以五分計) ★★★★★
說實話這只是給爽用的,與其糾結幾顆星,不如從內文來推敲這老師到底適不適合你。
客觀評價 (學習導向) ★★★★☆
私心評價 (得分導向) ★★★★☆
物理是你的心眼,別被數學陣型迷惑了 ★★★★★★★★★★滿天星
授課條理一百分 ★★★★★
克服量化恐懼症 ★★★★
觀賞老師的翹臀 ★★★
抄板書時不思考 ★★
討厭動腦寫作業 ★
η 上課用書(影印講義或是指定教科書)
Silbey Physical Chemistry 4th Edition
Levine Quantum Chemistry 6th Edition
系上幫學生訂的書是Silbey,今年物化一二三共用同一本課本。
為了不浪費時間教太簡單的東西,老師在課堂上跳過很多Silbey的內容,
並鼓勵大家回家自行閱讀,同時借鏡Levine的部分章節到板書中。
其實不讀Silbey也不會影響考試準備,把板書確實弄懂即可。
另外老師推薦McQuarrie的量化課本給有興趣、且數學程度好的同學來自主深度學習。
μ 上課方式(投影片、團體討論、老師教學風格)
80% 板書,板書教學型課程,算是典型的物化課。
20% 投影片,出現在文字敘述多、或是需要用到電腦模型產生圖像的章節。
老師會帶手稿來上課,每次上課前都會先在黑板上寫出本次lecture的大綱,
在抄寫板書的過程中也會細講背後的物理原理並解釋式子中各符號的意義。
每講完一個觀念就會讓同學發問,而不同的觀念都會劃線隔開、
形成板塊狀的筆記,板書字體大、內容清楚,也容易閱讀。
有興趣的同學可以直接去OCW搜尋鄭原忠「量子化學」,一睹老師風采。
老師強調化學系學生在學習量化時,物理觀念的通達遠比數學式子的計算來得重要
(雖然考試答題還是需要數學推導,不然什麼結論都講不出來XD)
所以同學不要覺得量化是一門充滿數學符號的玄學,仔細品味背後的物理意義,
這些微觀尺度的量子觀念會對各位在研究有機、分析、無機等各領域有莫大的幫助。
這樣的教育精神會完全反映在老師的講課風格上,
整學期下來並沒有使用太多的線性代數或微分方程,
不過同學如果具備數學知識,學習起來勢必會輕鬆非常多。
老師鼓勵同學打斷他,有任何沒聽懂的歡迎直接提出來,他會盡量解釋到你懂,
也歡迎大家指正內容,老師一個不小心就會把Dirac notation抄錯、或是積分積錯,
所以需要眼尖的同學來幫忙檢查。不過請各位放心,這些粗心僅限於數學推導,
老師的物理觀念絕對是非常清楚的,一些小錯不會影響大觀念的理解XD
老師表示僅管教了十幾年,還是沒辦法不備課就上台,
課程架構非常完整,邏輯也相當清楚,不同論述、式子的前因後果都有妥善交代,
而且歷年來老師的教學技巧經過不斷優化,所以比起OCW,還是實體的小蟲教得更好,
聽完常會有種醍醐灌頂的感覺,對於過去被雷神教授帶到、有童年陰影的我來說,
能在大學被小蟲教到,量化彷彿得到了救贖,真的是三生有幸!!!
σ 評分方式(給分甜嗎?是紮實分?)
 平時成績 10%
作業 20%
期中考 35%
期末考 35%
紅字部分表示受疫情影響而有異動的項目。
期中後的三週採用線上觀影,這段時間老師會在原上課時間開Google表單作為quiz,
這與20%的作業互相獨立,是本學期新增的打分依據。
小蟲並沒有特別說明「非考試30%」的算分方式,再加上學期末成績似乎有大爆調,
所以我想老師應該有保留一些調分空間,整體來說應該算偏甜吧。
ρ 考題型式、作業方式
作業分兩種,一種是紙本作業 (20%),一種是平時小考 (10%,本質上是作業)
紙本的部分,這學期共指派5次,形式跟物化一很類似,
除了第3次作業是給學生當作期中考的練習外,其餘4次均須繳回。
每次作業會出5到10個大題,題數端看教學進度多寡,
其中絕大多數都是計算題,加上少部分的問答題和作圖題。
內容包含上課略過的Silbey題目、課堂用到的數學推導及其延伸,
以及老師自創的延伸題型。
延伸題的難度偏高,需要花上不少時間思考、嘗試、討論,才能勉強回答出來。
與去年不同,助教會認真批改每一道題目並計分,所以不要抱持僥倖的心態亂寫喔。
小考的部分,老師在線上教學期間會按時通知學生觀看影片,
並要求同學在兩天內完成Google表單,這學期共進行5次。
每次小考都會出6、7小題,包含單選、多選和申論題,大都是該部影片提到的內容,
因為考很細,所以偏點名性質,但有些題目的語法怪怪的,讓人摸不著頭緒。
舉例像是問「碳原子electronic ground state的microstates數目多寡」標準答案給1
就讓很多答15的同學很不服氣,抱怨題目沒分清楚configuration和term的差別。
段考的形式和紙本作業類似,大約會有6、7個大題,包含計算題和簡答題,
每大題配分不均,滿分介於100至120,因為延伸題都被拔掉,所以難度不高很好拿分。
期中考的題目與考古題相似,因為前半學期的內容大都是wave function的計算,
所以概念不難,但因為題目多、計算量大,所以2節課的考試時間會稍微趕一些
(儘管最後有臨時加時10分鐘) 熟練計算的同學會比較有優勢。
整體來說得分會與作答完成度呈高度相關,算到哪、分數就到哪,最後平均接近80。
期末考的題目則與作業很相像,而且和期中考相比,難度、題數又降低了一些,
2節課的考試時間相當充裕。課堂上提到Fermi's golden rule等深入的推導完全沒考,
內容多著重在簡易計算和基礎概念的理解,只要有認真上課,考試就一定會寫。
在題數少、滿分較前一次低的情況下,班上仍維持和期中差不多的平均。
ω 其它(是否注重出席率?如果為外系選修,需先有什麼基礎較好嗎?老師個性?
加簽習慣?嚴禁遲到等…)
因為量化是化學系課程中最需要數學的課程,
故其所需的先備知識除了化學之外,還需要一定的數學程度。
化學方面,先備知識大概只有普化的「量子」章節吧,修過普化一或普化甲上即可;
數學條件相對嚴苛一些,學期初老師會上傳講義,
來讓同學在短時間內惡補各個量化所需數學知識,
雖然小蟲的課堂會盡量減少數學運算,但「微積分」仍是修物化的必備條件。
理論上物化二還需要「化學數學」來打數學基礎,
不過在106年系上廢除「數學五選一必修」的畢業門檻之後,化數就跟著停開了,
直到108-1才有新的老師接手。藉此機會偷偷工商一下許良彥老師的化數,
可以讓只有大一微積分程度的學生快速學會線代、微方等量化所需要的數學知識,
雖然沒有教很深,但絕對夠用,有許老師化數加持,量化期中輕鬆high pass不是問題。
我想這堂課的策略就是備妥這門課準備考試的三個要件:板書、作業和考古題。
老師的板書有經過整理,所以寫出來的東西會很精簡,
建議在老師口述講解的時候,也要嘗試自己思考,
同時在式子或符號旁邊加上自己的註記或解釋,
如果只是照抄黑板上的東西,回家又會看不懂,這樣到課聽講就沒有任何意義了。
雖然考試不會直接要你把板書內容一字不漏寫出來,
但這些東西能幫你奠定基礎,好好上課抄筆記,我想課本大可不用讀。
至於作業和考古題,因為是段考題目的主要來源,所以有準備就可以快速拿分。
作業就是要自己乖乖認真作每一題,好好品味算到一半卡住的感覺,
到時候考試考出來你在回答時方能得心應手,如果覺得自己太笨、作業都不會寫,
可以在考前趕緊參考一下助教上傳的解答 (量化變成背科?)
考古題的部分,由於老師不希望大家把制度玩壞,所以考完試會回收題目卷,
同學需要透過比較特殊的管道獲得,這裡就不多說了,反正有練絕對有幫助。
老師個性很nice,每次上課都會被他的「陽光燦笑」照射,
不過老師也有一些特別堅持的原則。
第一,他非常看重deadline,規定「上課前交作業」就是一定要在老師開講前交,
他不接受任何遲交的理由 (忘記交、睡過頭都不行)。
第二,可以討論和參考、但不要抄襲,這門課作業成績的考核有點像是honor system,
老師並不會、也不想去找學生碴,但若發現有cheating的情況,他會非常嚴肅看待。
助教會抓高度相似的作業,並突如其來寄一封信說
「你被查水表了,麻煩來辦公室一趟」,我想這兩點是比較需要注意的地方。
Ψ 總結
老師真的很喜歡教書,有時上課可以看到他手舞足蹈 (而且還不自覺) 的模樣,
奇特的姿勢還被同學拿去作成限動XD
我從以前就很害怕物化二,覺得量子就是大學必修的魔王科目,
所以趕緊修個化數壓壓驚,系上也有不少同學去修資工或電機的線代,
可見大家都深怕一個不小心就把量化炸掉。
給小蟲教之後才發現,原來自己一直都沒打開「物理的心眼」
被課本上滿滿的數學符號給迷惑,所以才覺得量化很難、很可怕。
按照老師的邏輯走,一步一步建構概念,絕對能克服量化這關,大推這門課。
只不過這學期個人比較忙,所以整學期下來到課率和作業完成度逐漸母湯
(討厭寫作業的毛病一直改不掉,我比較喜歡考試100%的課程啦嗚嗚)
 得跟小蟲道個歉QQ
 對於光譜動力學有興趣的同學,
可以去鄭原忠實驗室 (YCC Lab) 觀看暑期課程「量子動力學與光譜」的線上記錄檔,
(英文為Quantum Dynamics and Spectroscopy)
裡面會將物化二後半提到的Fermi's golden rule作延伸,
把先前沒細講的perturbation、two level system和之後的
linear/non-linear spectroscopy教完,非常適合研究光譜的學生繼續修讀。
老師明年會開物化三和高物一,但可惜一個修完一個衝堂,超想修的啦,可惡。
作者: jasonking3c (三康秤仔)   2020-08-10 22:21:00
推原忠
作者: unmolk (UJ)   2020-08-10 23:24:00
超詳細XD推推
作者: aeiou159357 (汪汪)   2020-08-11 19:56:00
推鄭老師

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