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数と宇宙２

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令和元年度以前入学者 数と宇宙２
教員名 栗田　敬
単位数    2 学年 2～4 開講区分 文理学部
科目群 総合教育科目
学期 後期 履修区分 選択
授業の形態 主としてオンデマンド型授業（音声解説付きPowerPointによる講義資料配信）

Blackboard ID: 20200252
授業概要 宇宙における最も基本的な2種類の物理量、長さと時間が「数」としてどのような値を持っているのかを解説する．宇宙の理解に必要な長さは素粒子レベルの極微小領域から銀河の集団構造まで極めて幅広いスケールに及んでいる．それぞれのスケールに特徴的な構造を解説をする．時間のスケールは地球の歴史、太陽系の歴史、銀河系の歴史と幅広い範囲にわたっている．時間の尺度はどのようなものか？、宇宙での生命の起源、地球での生命の起源と比較しながら時間スケール、空間スケールの考察を行う．
授業のねらい・到達目標 ねらい：宇宙に目を向けると我々の慣れ親しんだ日常生活とは大きくかけ離れた世界が拡がっている．この理解の第一歩として大きな幅をもつ2種類の基本的な物理量､長さと時間に注目し、その物理的な背景を解説する．

到達目標：この宇宙の中で地球はどのような場所であるのか、地球を相対視する視点を学び考察できるようになること．．

この科目は文理学部（学士（理学））のディプロマポリシーDP1, DP3,　及びカリキュラムポリシーCP2, CP6に対応しています．
授業の方法 オンデマンド形式をとる．講義内容や気がついた点を記す自分用の講義ノートをつくることを強くもとめる．講義を聞くだけでは、分かった気になっても後に何も残らない．自分の言葉で記したノートは、後の考察に大変重要であるというのが私の信念である．授業内容のまとまり毎にレポートとして提出してもらう．その質問事項に対応したフィードバックを授業時に行う．
宇宙科学や惑星科学は画像や物理量のグラフが重要な基礎的データであるために､講義ではプロジェクターを用いた説明が主体となる．この内容はweb上に掲載し、講義終了後にダウンロドできるようにする．アドレス、パスワードは初回講義時に伝える．事後学習としてこの資料を参照しながら自室ノートを確認すること
宇宙科学や惑星科学の分野の話題はニュースに頻繁に登場する．講義では冒頭に前の週にでたこのようなニュースを取りあげて、その科学的な背景について解説をする．そのために事前学習として新聞、ネット、TVなどに登場する科学ニュースに注視しておくこと．
本授業の事前・事後学習は，各0.5時間の学習を目安とします。
履修条件 なし
授業計画
1 はじめに：宇宙における2種類の重要な数、長さ、時間の意味、我々が生きている地球を相対視する視点の重要性
【事前学習】ニュースに注目 （0.5時間）
【事後学習】「相対視」はなぜ重要なのか？　考えてみよう． （0.5時間）
2 長さ I：地球のスケール、「長さスケール」の基準、地球の大きさ、地球の基準、測地学、エラトステネスの推定、地球上の位置・距離
【事前学習】ニュースに注目 （0.5時間）
【事後学習】どのように地球の大きさを昔の人は知ることができたのか？ （0.5時間）
3 長さ II：太陽系のスケール 1、太陽系の構成員、内惑星、外惑星、惑星の大きさ、彗星、太陽系の端とは？
【事前学習】エラトステネスの地球の大きさの推定法とは？ （0.5時間）
【事後学習】太陽系の構造はどのようなものか？ （0.5時間）
4 長さ III：太陽系のスケール 2、太陽系の構造、系外惑星、太陽系は特別な存在か？
【事前学習】太陽系の端はどこか？ （0.5時間）
【事後学習】「系外惑星」とは何か？ （0.5時間）
5 長さ IV：恒星のスケール、最も近い星、恒星の大きさの推定法、星の距離の測定法、星の明るさと距離、変光星
【事前学習】系外惑星の検出法 （0.5時間）
【事後学習】太陽系のサイズと最も近い恒星までのスケールはどの程度か？ （0.5時間）
6 長さ V：光の物理の基礎、星の温度、星の種類、惑星への影響
【事前学習】星への距離の推定法 （0.5時間）
【事後学習】星の温度はどのように推定できるのか？ （0.5時間）
7 長さ　VI：銀河のスケール、星の集団、銀河、大規模な構造、銀河までの距離、一番遠方にある天体、赤方偏移、膨張宇宙
【事前学習】星の種類はどのようなものがあるのか？ （0.5時間）
【事後学習】銀河までの距離はどのように推定するのか？ （0.5時間）
8 時間 I：地球の時間スケール 1、自転速度、潮汐相互作用、最も正確な時計、地球の自転速度の変化とその原因、月地球系
【事前学習】一日の長さは本当はどの位？ （0.5時間）
【事後学習】地球の自転が遅くなる理由は？ （0.5時間）
9 時間 II：地球の時間スケール 2、年輪、アイスコア、気候変動
【事前学習】年輪はどのようにしてできるのか？ （0.5時間）
【事後学習】アイスコアはどのようにできるのか？ （0.5時間）
10 時間 III：地球の年齢、測り方、放射性年代、ダーウインとケルビンの論争、放射性元素、太陽系の起源と形成モデル
【事前学習】放射性元素、核分裂とは何か？ （0.5時間）
【事後学習】C14法とは何か？ （0.5時間）
11 時間 III：恒星の一生、太陽の年齢、星のエネルギー源
【事前学習】核融合とは何か？ （0.5時間）
【事後学習】太陽の寿命はどの位か？ （0.5時間）
12 時間 IV：星の誕生、最後、銀河の種類、銀河までの距離
【事前学習】星の寿命はどのように変わるのか？ （0.5時間）
【事後学習】銀までの距離の測り方は？ （0.5時間）
13 宇宙における時間と距離の関係、膨張する宇宙
【事前学習】遠くの銀河から光が届く時間は？ （0.5時間）
【事後学習】時間と距離の関係は？ （0.5時間）
14 講義全体のまとめ．この講義で伝えたかったこと．
【事前学習】ノートを読み返し、授業の流れの復習をしておくこと （0.5時間）
15 今までの提出レポートの講評
【事前学習】各自提出レポートの内容を復習しておくこと． （0.5時間）
その他
教科書 使用しない
参考書 使用しない
成績評価の方法及び基準 レポート:講義内容に関連したレポートを複数回求める．それらを総合して評価する．(100%)
答案の正確性もさることながら、自分の言葉で表現されているのか、論理的な表現になっているのかという点を重要な評価点とする．
オフィスアワー e-mail での問い合わせは随時受け付ける．
備考 事前学習として前回の講義内容を復習して講義に臨むことを望む．授業計画に記した準備項目が前回の講義の中心となる項目であり、当日の講義はそれを受けて進める．講義の流れに集中することを望む．

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