課程資料
課程名稱(中文) 普通物理學實驗
課程名稱(英文) Physics Lab
學分數/時數 2/3 必(選)修 必修

前置課程
課程名稱 與本課程銜接的重要概念、原理、技能
高中物理 基本電學、基本力學
微積分(一) 導函數、微分法則、積分法則、微積分計算技巧

課程目標與系教育目標的對應關係
培養資訊專業知識 啟發研究創新知能 達成積極主動學習 建立社會調適能力 具備國際宏觀視野

課程目標
經由實驗去學習和驗證在普通物理學課程中所學的基本觀念。從一些經常使用的量測儀器開始了解,包括有伏特/安培計、直流電源供應器、訊號產生器和示波器。接著量測一些兩端元件(電阻、電容、二極體…等)的特性。之後藉由量測一些簡易直流電路可以驗證戴維寧和諾頓定理。最後介紹儲存元件(電容和電感),然後觀察發生在動態電路中的一些現象或特性,例如暫/穩態的發生、訊號間的相位差和雙埠網路的頻率響應。
課程大綱
1.直接由其外觀得知電阻值和電容值。
2.使用數位三用電錶量測電壓、電流、電阻值和電容值等。
3.在示波器上顯示由訊號產生器所產生的波形。
4.量測和區別一個弦波/三角波/方波的有效電壓(即方均根電壓)和振幅。
5.使用示波器的X-Y操作模式得到電阻或二極體的電流-電壓特性。
6.畫出電池、電阻和二極體的等效電路模型。
7.由測量一簡易的直流電路來驗證戴維寧和諾頓定理。
8.使用時域分析法(須解微分方程)求得含電容電感之電路的暫態響應,並由實驗量得。
9.計算和量測一個電阻電容之充放電電路的時間常數。
10.利用相量圖求得含電容電感之電路的訊號間相位差,並由實驗量得。
11.使用相量轉換法(一種頻域的分析法)求得含電容電感之雙埠網路的頻率響應,並由實驗量得其振幅響應和相位響應。

課程目標之學習成效(核心能力)的對應關係
  1. 具備資訊工程領域之基本知識及程式設計能力。
  2. 擁有資訊軟體及硬體系統設計、實作、整合及管理的能力。
  3. 運用數學強化邏輯性思考,增進處理資訊工程問題的能力。
  4. 具有獨立思考並自行解決問題的能力。
  5. 自動發現問題並主動蒐集、分析資料,達成自我學習的能力。
  6. 維持良好人際互動、溝通與團隊合作的能力。
  7. 訓練足夠抵抗環境壓力與時間管理的能力。
  8. 資訊工程理論及實務之歸納評比與表達能力。
  9. 掌握資訊科技之國際變化趨勢。
  10. 明瞭國內外資訊產業與社會發展的能力。
A B C D E F G H I J

教學實施方式及時間分配百分比
教科(Lecture) 實驗(Laboratory) 討論(Recitation) 其他(Others)
10% 90% 0% 0%

課程目標之教學策略與評量方法
單元大綱 教學成效 效率標準 學習策略 起始週 週數 評量方法
對被動電子元件如電阻和電容有基本的了解與量測 ABCDEFH 電元件的量測與三用電錶的使用法 課堂講解學生實際 操作 1 1 出席狀況 或上課抽 問或操作實驗報告
熟悉實驗室的數位三用電錶、訊號產生器和示波器 ABCDEFH 基礎測量儀器的認識 課堂講解學生實際 操作 2 2 出席狀況 或上課抽 問或操作實驗報告
了解兩端元件的電流-電壓特性並從而建立等效電路模型的概念 ABCDEFH 兩端元件I-V特性的量測 課堂講解學生實際 操作 4 4 出席狀況 或上課抽 問或操作實驗報告
期中考 ABCDE 瞭解學生的學習成效及作 為授課改進之參考 設計考題 8 1 出席狀況 或上課抽 問或操作實驗報告
理解在電路分析中常用到的戴維寧和諾頓定理 ABCDEFH 簡易的直流電路 課堂講解學生實際 操作 9 3 出席狀況 或上課抽 問或操作實驗報告
了解含電容電感之電路的暫態響應 ABCDEFH 暫穩態的觀察相位差量測 課堂講解學生實際 操作 12 3 出席狀況 或上課抽 問或操作實驗報告
了解含電容電感之雙埠網路的頻率響應(包括振幅響應和相位響應) ABCDEFH 頻率響應 課堂講解 15 3 出席狀況 或上課抽 問或操作實驗報告
實作 ABCDEFH 了解及實作 課堂講解 學生實際 操作 18 1 出席狀況 或上課抽 問或操作實驗報告
成績評量方式
評量種類:實驗報告(30%)、期中考(30%)、專題實作(30%)、出席與上課狀況(10%)
考試範圍:期中考:第1-7週上課範圍。
考試時間:期中考:第8週上課時間。