2020年 短期大学部 シラバス - ものづくり・サイエンス総合学科
設置情報
| 科目名 | 相対論 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | ものづくり・サイエンス総合学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 山口 雄仁 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E12T |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | アインシュタインの相対性理論（相対論）は，量子力学とともに現代物理学の礎をなす理論であるとともに，原子力エネルギーの存在を予言するなど，科学技術から哲学に至る広範な分野で社会に計り知れない影響を及ぼした，20世紀最大の発見の一つである。相対論には特殊相対性理論と一般相対性理論の二つがあるが，この講義では特殊相対性理論について，その基本的事項を解説する。また，特殊相対性理論の理論的側面だけでなく，この理論が導いた新たな自然観についても議論する。 本講義の学習到達目標は，以下の授業計画で具体的に示す相対論の諸項目を，数式に基づいて正確に理解することである。 毎回配布する補充プリントではその回ごとの内容を習得できたか確認するため，必ず演習問題を課す。プリントで重要とされた事項を説明できること，それら演習問題が自力で解けるようになることが，目標達成の目安である。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
教科書，補充プリント，板書を中心とした講義形式で行う。 |
| 履修条件 | 力学I・力学II及び電磁気学I・IIを受講していること。 |
授業計画
| 第1回 | ギリシャの自然学から近代物理学への歩み 【事前学習】 高校で学んだ物理学事項の確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
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| 第2回 | 相対性理論への歩み（１） ガリレイの相対性原理，エーテルと電磁波 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第3回 | 相対性理論への歩み（２） マイケルソン・モーレーの実験，ローレンツの理論 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第4回 | 相対性原理と光速不変の原理 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第5回 | 特殊相対論における時間と空間の性質 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第6回 | ミンコフスキー空間 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第7回 | ローレンツ変換の幾何学 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第8回 | 固有時 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第9回 | 相対論的運動方程式 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第10回 | エネルギーと質量の等価性 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第11回 | 電流・電荷密度の変換性 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第12回 | マクスウェルの方程式の共変性 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第13回 | 電磁場テンソルとその変換性 【事前学習】 上記内容を教科書で確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書の該当箇所の復習(120分) |
| 第14回 | まとめと復習 【事前学習】 授業内容全体を配布プリント，教科書などで確認(120分), 【事後学習】 配布プリントと教科書で重要ポイントの復習(120分) |
| 第15回 | 理解度確認テストおよび解説 【事前学習】 授業内容の重要ポイントを配布プリント，教科書で確認(240分) |
その他
| 教科書 |
砂川 重信 著 『相対性理論の考え方』 物理の考え方 5 岩波書店
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| 参考書 |
風間洋一 著 『相対性理論入門講義』 現代物理学入門講義シリーズ 1 培風館
中野董夫 著 『相対性理論』 物理入門コース 9 岩波書店
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| 成績評価の方法 及び基準 |
授業への取組状況・課題レポート・小テストなど平常点50%，理解度確認テスト50%の配分で総合的に評価する。出席が60%に満たない場合は成績評価の対象としない。 |
| 質問への対応 | 研究室（船橋校舎9号館2階921A号室）において随時対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：船橋校舎9号館2階921A号室 E-mail: eugene"@"gaea.jcn.nihon-u.ac.jp（実際のアドレスは"を除いたもの） |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 12:30 ～ 13:15
金曜 船橋 12:30 ～ 13:15
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| 学生への メッセージ |
遠慮なくどんどん質問に来てください。成績分布は履修学生数が少なく参考になりませんので，省略します。 |