#教學資料
115年學測自然科考了EUV題組,雖說褒貶各一,但讓大家意識到半導體製程與高中自然科知識之距離如此之近,應該沒有爭議。
李教授今天剛好分享[電子照相機內部鏡片和彩色濾光層的製造],看了看 這篇文章可以算是學測與分科測驗素養材料,順道將其內容拆解成高中課綱對應的知識,大家可以參考參考
只能說,感謝當年大學多跑去加修「半導體物理學」的學分,現在看這類科普文章真的很有感。 🤣
一、高中物理(圖二):光線進入感測器的順序
- 微透鏡陣列(幾何光學):折射,匯聚光線,解決感測器開口率不足的問題,維持特定亮度。
- 彩色濾光層(波動光學):透過物質對特定頻率電磁波的吸收與穿透,篩選出 R/G/B。
- 光電二極體(量子現象):光子能量,且能量大於能隙(功函數的概念),就能激發出光電子
- 訊號存儲(電磁學)-電磁學中的電流、電壓、電路等
二、高中化學(圖六、七)
- 光阻劑(有機化學):這是有機聚合物溶液,同時也是石化產業中最高毛利的產品。
- 顯影與蝕刻:溶解度、酸鹼中和及氧化還原
- 微透鏡的熱熔成形-分子間作用力、表面張力
- 光阻厚度控制-濃度對應黏滯性等
三、高中數學(圖一、三、四):光訊號轉成電訊號(二進位)轉入記憶體的過程
- 感光元件是一張精確坐標紙,需要空間與座標系
- 顏色調節-函數與線性變換、矩陣計算
- 取樣與誤差-像素點多寡(取樣)決定成像品質,取樣不足˙就會失真
- 統計與機率-處理影像雜訊,因為電路電壓並非100%準確(攤手),利用「期望值」來過濾雜訊。
個人感想與總結
現在的學測自然科及分科考試有一個趨勢-不再只是考單一公式,而是考學生能不能把這些「跨學科」的工具箱(概念)進行整合,以理解 [我們是這樣解決現實世界的工程問題]。
雖說 這樣的出題法及筆試測驗會有無法100%鑑別這樣的能力,及是否適合用來鑑別高中學生的問題。
因為我也會質疑 這樣出題法會導致學習範圍廣度會無限制放大,而無法有效收斂。
但站在科普知識角度來看,李教授的文章確實值得分享及連結升學考試。
只能說:我是個矛盾集合體 😂🤣🤣
最後,同學們下課後拿起手機拍照時,不妨想想這 0.01 秒內,你的手機到底跑了多少數學、物理與化學概念。所以~~高中知識好好學,以後會念大學走工程是會少點彎路。XD
🔗 參考李教授原貼文
https://www.facebook.com/share/p/1BzYAGHqkM/
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