理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    藉由超大分子氣泡與分子噴流的研究瞭解星遽增星系的演化
    (2011) 蔡安理; Tsai, An-Li
    為了瞭解星系的演化,我們研究星系如何在星系活動中消耗他們的燃料,分子氣體。星遽增星系是研究分子氣體如何被消耗的一個很好的研究對象,它是一種在星系中心正在進行劇烈恆星形成的星系,它因為劇烈恆星形成而產生星系尺度大的噴流並拋出大量的分子氣體。然而,對於星系失去分子氣體的精確測量卻非常少,這是因為分子噴流或巨大分子氣泡的分佈很迷散以致於很稀薄,因此不容易被過去敏感度較低的儀器偵測到。 雖然單天線電波望遠鏡沒有觀測通量損失的問題,但是它的低解析度不足以解析分子噴流或者巨大分子氣泡的細微結構。最近發展的干涉陣列電波望遠鏡觀測,雖然可藉由分子光譜的寬翼譜線偵測到高速分子噴流,但是直接觀測到分子噴流的影像仍然非常少,這對於精確定出分子噴流或巨大分子氣泡的性質為一大缺失。目前僅有極為少數的分子噴流與超大分子氣泡被以高解析度干涉陣列電波望遠鏡觀測到。其中一個最有名的星系就是星遽增星系M82。分子噴流的性質,譬如大小、速度、質量等,皆可被直接觀測到。本研究增加了另外兩個目標星系,NGC 2146以及NGC 3628,它們與M82有非常相似的特性。 我們使用日本野邊山干涉陣列電波望遠鏡(Nobeyama Millimeter Array, NMA)觀測這兩個星系。我們的觀測成功地偵測到星系盤外,數百至數千pc大小的分子噴流以及超大分子氣泡。它們的膨脹速度約每秒35-200公里,拋出的質量約107-8個太陽質量,需要動能約1053-55爾格。NGC 2146的分子噴流速率每年損失約17-34太陽質量,NGC 3628則每年損失約4-7太陽質量。 為了瞭解星系如何藉由分子噴流與超大分子氣泡損失分子氣體質量,我們加入了Chandra X-ray太空望遠鏡資料庫的觀測資料。X-ray觀測資料的分佈位置與分子噴流或超大分子氣泡有很好的空間分佈相關性。我們發現較強的低能量X-ray譜線,分佈在分子噴流或超大分子氣泡的裡面,或者分佈在大致相同的位置。此外,電漿氣體產生的熱壓力比分子噴流的壓力大上一到兩個數量級。這顯示分子噴流正被電漿氣體向外推擠。 由於我們可以精確測量分子氣體的損失,我們得以研究分子氣體的消耗在星系演化中所造成的影響。為了這個目的,我們更加入了NMA的三釐米連續譜線觀測資料,這是一個在電波波段偵測大質量恆星形成區很好的指標。結果顯示,星系中星遽增區域的恆星形成速率在NGC 2146為每年16個太陽質量,在NGC 3628為每年2個太陽質量。這顯示星系藉由分子噴流或者巨大分子氣泡損失分子質量比恆星形成速率還要更快。分子氣體質量損失約為恆星形成率的1-3倍。這提供了一個很好的證據,分子噴流或巨大分子氣泡造成的分子質量損失,可阻止恆星繼續形成。 在比較NGC 2146、NGC 3628、與最具代表性的星遽增星系M82三個星系的三種觀測資料的分子噴流與超大分子氣泡數據之後,我們發現它們分別處於星遽增活動的不同演化階段。NGC 3628最年輕,NGC 2146居中,M82最老。NGC 3628的星遽增現象正被增強中,被拋出的分子噴流氣體回到星系盤的時間比星系盤分子氣體完全消耗完的時間大約短了一個數量級,這顯示這些回到星系盤的分子氣體很快就能成為補充恆星形成的燃料。NGC 2146的星遽增現象也正被增強中,但是被拋出的分子氣體回到星系盤時,星系盤分子氣體也快要消耗完了,這顯示回到星系盤的分子氣體對於延長星遽增活動的時間的影響較小。M82的星遽增現象正在降低,被拋出的分子氣體回到星系盤的時間比星系盤分子氣體完全消耗完的時間長約一個數量級,這顯示被拋出的分子氣體對於延長星遽增活動的時間沒有幫助。這三個星系顯示分子噴流在星遽增活動早期,因為分子氣體來得及回到星系盤繼續提供恆星行成的燃料,而延長星遽增的活動時間,但是在星遽增活動晚期卻會抑制星系的恆星形成現象。 關鍵字:星系、分子氣體、星遽增星系、噴流、超大氣泡、演化、恆星形成、天文
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    大尺度結構與星系性質之間的關係:大尺度與小尺度環境對於星系的光學性質之研究
    (2015) 鄭守倫; Cheng, Shou-Lun
    我們進行了大尺度結構與星系的性質之間關係的調查研究,採用 了由SDSS DR8 Groups and Clusters of Galaxies Value-Added Catalogues,與MPA/JHU value-added galaxy catalog 兩者合併的data catalog。 在大尺度下星系並非是均勻的隨機分布在宇宙空間,而是分布在大 尺度結構,像是Filaments,Webs,Voids 之中。這種不同位置的變化,在對於每個星系的形成與演化的歷史,其所在的不同環境應該會對於 當地環境中的星系造成不同的影響。 由於已知星系的性質與其所在的環境是有相關性的,調查或研究星 系在各種不同大尺度環境與各種不同小尺度環境上的差異,並了解其 關係,能夠提供寶貴的資訊讓我們一定程度的了解星系的形成和演化 上的機制。例如環境密度以外的影響因素。 我們開發了一個定量的方法,用以客觀的描述星系周圍的宇宙大尺 度結構,進而定量地分析其星系性質與大尺度環境之間的關係。 我們的目標是要了解不同的大尺度環境與小尺度環境之中星系性質 的差異,與大尺度結構的形成與演化歷史之機制,經由調查研究星系 的性質,與其所處的大尺度環境或小尺度環境之間的關係性。 關鍵字:環境(Environment), 纖維狀結構(Filament), 星系(Galaxy), 大尺度結構(Large-Scale Structure), 史隆數位巡天(SDSS), 空洞(Void).