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相対性理論
| 令和２年度以降入学者 | 相対性理論 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 令和元年度以前入学者 | 相対性理論 | ||||
| 教員名 | 千葉剛 | ||||
| 単位数 | 2 | 学年 | 3 | 開講区分 | 文理学部 |
| 科目群 | 物理学科 | ||||
| 学期 | 後期 | 履修区分 | 選択必修 | ||
| 授業の形態 | 対面式講義（一部オンデマンド） Blackboard ID: 20224459 |
|---|---|
| 授業概要 | 特殊相対性理論および一般相対性理論の初歩 |
| 授業のねらい・到達目標 | 現代物理学の重要な概念としての相対性理論についての理解を深める。 物事を既存の知識にとらわれることなく、科学的根拠に基づいて論理的・批判的に考察し、説明することができる。(A-3-3) この科目は文理学部（学士（理学））のDP3及びCP3に対応しています。 |
| 授業の方法 | 授業の形式：【講義】 対面式講義と学習資料配信により行う。講義期間中に演習課題を課す。 課題の解説と質問を受けるため、学習資料配信と並行して対面授業にて、学習資料の補足説明を行う。 講義内容の理解を深めるために、対面授業に出席することが望ましい。 対面授業に出席できなかった場合は、オフィスアワーやBlackboardにて質問を受け付ける。 本授業の事前・事後学習は、各２時間の学習を目安とします。 |
| 履修条件 | 電磁気学を履修していることが望ましい。 |
| 授業計画 | |
|---|---|
| 1 |
ガイダンス 授業テーマや到達目標および授業の方法について説明する【オンデマンド型】 【事前学習】シラバスの概要を確認し参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 2 |
特殊相対性原理とローレンツ変換(A-3-3)【オンデマンド型+対面型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 3 |
光速度不変の原理とローレンツ変換(A-3-3)【オンデマンド型+対面型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 4 |
世界間隔の不変性とローレンツ変換(A-3-3)【オンデマンド型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 5 |
固有時間(A-3-3)【オンデマンド型+対面型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 6 |
４元ベクトル・テンソル(A-3-3)【オンデマンド型+対面型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 7 |
相対論的力学１：最小作用の原理(A-3-3)【オンデマンド型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 8 |
相対論的力学２：エネルギーと運動量(A-3-3)【オンデマンド型+対面型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 9 |
Maxwell の方程式：共変形式(A-3-3)【オンデマンド型+対面型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 10 |
場のローレンツ変換(A-3-3)【オンデマンド型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 11 |
時計のパラドックス(A-3-3)【オンデマンド型+対面型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 12 |
一般相対性原理と等価原理(A-3-3)【オンデマンド型+対面型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 13 |
重力赤方偏移・カーナビと相対論(A-3-3)【オンデマンド型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 14 |
シュバルツシルト時空１：粒子の運動(A-3-3)【オンデマンド型+対面型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| 15 |
シュバルツシルト時空２：光の経路(A-3-3)【オンデマンド型+対面型】
【事前学習】次回テーマに関して参考書等に目を通しておく （２時間） 【事後学習】ノートを読み返し、理解不足を補っておくこと （２時間） |
| その他 | |
|---|---|
| 教科書 | なし |
| 参考書 | アインシュタイン（内山龍雄訳） 『相対性理論』 岩波文庫 佐藤勝彦 『相対性理論 （基礎物理シリーズ）』 岩波書店 ランダウ・リフシッツ 『場の古典論』 東京図書 前田恵一・田辺誠 『演習形式で学ぶ特殊相対性理論』 サイエンス社 2022年 |
| 成績評価の方法及び基準 | 授業参画度(100%) 授業参画度は、毎回 Blackboard に配信される講義資料中で提示する課題の提出状況で評価する。 |
| オフィスアワー | Blackboard でメールで対応：9：00～16：00（月曜～金曜）。 講義終了後か学科図書室でも質問を受け付ける：9:00～16:00（月曜～木曜）。 |