Re: [學習] 可以幫助學習化學的基本功夫或是學科

看板Chemistry作者happyennovy (喵)時間8年前 (2018/02/20 07:55)推噓8(8推 0噓 7→)

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: 推 aegisty: 為什麼做化學要懂電磁學? 02/16 02:03 : → aegisty: 又有哪間學校的化學系有開電磁學? 02/16 02:03 : 推 aegisty: 這樣那些沒有修過電磁的博士說他們懂化學，也聽聽就好? 02/16 02:05 : → happyennovy: 樓上... 我念物化我有修電磁... 物化作雷射的一定要 02/18 23:59 : → happyennovy: 懂, 不然你那些非線性光學的東西一定都霧煞煞, 不過 02/19 00:00 : → happyennovy: 不念物化組裡面用雷射的其實還真的不需要 02/19 00:00 : → happyennovy: 物化本質就是物理了, 古典, 量子, 統計力學, 熱力學 02/19 00:01 : → happyennovy: 節錄就是大學部的物化 02/19 00:01 : → happyennovy: 不過化學系不會開電磁, 要去物理系修課就是, 我只覺 02/19 00:02 : → happyennovy: 的大一不要想太多, 普物普化修好, 然後大三以後再看 02/19 00:02 : → happyennovy: 最後選哪個組再去補強 02/19 00:02 : → happyennovy: 對於物化組我只能跟你微積分不要太鑽研, 真正要學的 02/19 00:04 : → happyennovy: 東西是線性代數, 我跳去玩雷射前作過理論計算, 那時 02/19 00:04 : → happyennovy: 後才是真正搞懂很多量子計算裡面 eigenvalue 的意義 02/19 00:05 : → aegisty: 看來是我見識淺薄了 02/20 03:03 : → aegisty: 不過還是不太懂為什麼雷射跟物化有相干? 02/20 03:04 我純粹回這一段就好, 雷射當然和物化有相關, 但是雷射量測還有光學只是物化研究的"手段" 不少物化實驗室, 例如中研院的李遠哲, 李遠鵬, 還有林志民三位院士三位都是作超快雷射解析化學反應的 kinetics 化學反應的級數 reaction constant k 在 10^-15-10^-18 這種超快的氣體分子反應, 要解析反應過程到底發生什麼事產生什麼中間物或是過度態物質只能靠皮秒雷射或是飛秒雷射 (物理系專門玩雷射的那群人近幾年又搞了個 attosecond, 級數在 10^-18 s) 你可能會想說, 喔~ 這跟電磁學有什麼關係呢? 的確大學部基礎電磁學, 花了大部分的時間在學 Maxwell equations 但是別忘了, 光可是電磁波, 電磁學在 Maxwell equations 整合以後最後會推出經典的波動方程式, 然後告訴你所有電磁波包括光是電場磁場交互作用產生的然後你又問了: 我知道光是電磁波, 但是這跟物化到底有什麼關係? 我說過了雷射量測只是一種研究分子光譜"手段" 如果你物化有學好, 應該知道分子要從基態到激發態, 必須吸收跟能階差相同的光這時候問題來了, 最常用的固態雷射: Nd:YAG, Ti:Sapphire 輸出的波長是固定的如果你研究的分子剛好不在這兩個雷射的波長, 你找了其他雷射還是沒有你要的波長你怎麼去 probe 你的 sample 裡面有沒有你要的分子? 講個簡單的例子, 我實驗室研究燃燒的, sponsor 關心的是有沒有 OH molecule 這個分子要 277 nm 的波長去激發產生螢光, 你怎麼知道你那一坨氣體燃料中燃燒不完全裡面有 OH? 當然就是拿雷射打燒完的那一坨氣體讓他放光然後你知道他在那裡問題在你去哪找 277 nm 的雷射? 這是紫外光範圍, 常用的固態雷射基頻都是紅外光液態雷射幾乎都是可見光你要怎麼辦? 不可能跟老闆兩手一攤說做不出來吧? 這時候你就得靠非線性光學的理論, 找所謂的非線性光學晶體然後把紅外光變成紫外光啊XDDD 有了非線性光學, 想要的可見光波段還有紫外光波段幾乎都可以人造出來實驗室最常用的 Nd:YAG 雷射, 最常使用的是他的二倍頻 532nm 綠色可見光而不是他的基頻 1064nm 紅外光, 怎樣把基頻變成二倍頻? 二倍頻晶體啊(也是非線性晶體的一種) 至於為什麼說要修電磁學? 因為非線性光學的課本, 打開都是用泰勒展開式在寫所謂的波動方程式, 對... 他就是電磁學+數學你沒有電磁學的基礎, 會知道這些 equation 在表達什麼嗎? 這些 equation 告訴你為什麼我們可以使用那些神奇的晶體創造出我們要的波長然後你才可以繼續你的實驗, 玩超快雷射的人用到 Maxwell equations 可能不會用到但是波動方程式是幾乎跟著你到畢業的再來, 作實驗的時候, 很多時候要用到光學元件, 這些光學元件是怎麼設計的? 為什麼可以把不同波長的光分離? 或是怎樣改變光的偏振方向? (我做的相干反斯托克斯拉曼光普就跟光的偏振方向有關係) 這些一切全部都要回到那個該死的波動方程式XDDD 所以我才說雷射是物化研究的手段而已, 但是雷射還有光學的基礎理論就是電磁學不過講下去其實會作超快雷射的人大概都已經不太像是化學人了... 其他作光譜的化學研究者, 無論他是作拉曼, 螢光, cavity ring down 等等多少都會涉獵非線性光學, 真的有興趣的往這方面走的話電磁學我是建議至少要有物理系大學部程度, 才不會在念碩博班的時候看到光譜原理還有實驗原理時那堆 equation 一頭霧水最後跟你講所謂的物化組呢... 幾乎都是拿稍微大一點的分子來研究的物理系(汗) 會這樣講是物理系喜歡研究原子, 氫氣, 或是氫氣家族的但是物化組作雷射的就是研究 N2, OH, H2O 這種比物理系研究的分子在更大一咪咪的如果真的不喜歡數學還有物理系的話慎入... 我現在覺得自己完全不是化學人了XD... 其他理論計算的部分已經是7年前的是我已經差不多忘光了看有沒有清大游老師的學生要補充了 ※ 編輯: happyennovy (69.58.114.162), 02/20/2018 08:03:00

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aegisty

02/20 18:37, 8年前 , 1^F

02/20 18:37, 1^F

推

tetsukaii

02/20 23:27, 8年前 , 2^F

02/20 23:27, 2^F

推

glen19901115

02/21 00:02, 8年前 , 3^F

02/21 00:02, 3^F