2021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 | 山田 賢治 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E42W |
| クラス | |||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
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。 科目ナンバリング:MFmPh-315 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
【オンデマンド型授業】 （1）CSTポータルⅡを利用して，オンデマンド形式で実施する。 （2）各回の授業において，必要に応じてレポート課題を課す。 |
| 履修条件 | 専門教育科目／選択（物理学分野） （1）力学Ⅰ・Ⅱ，力学演習Ⅰ・Ⅱを履修していること。 （2）電磁気学Ⅰ・Ⅱ，電磁気学演習Ⅰ・Ⅱを履修していること。 |
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 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（2時間） |
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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】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 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】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第4回 | 相対性原理と光速不変の原理 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第5回 | 特殊相対論における時間と空間の性質 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第6回 | ミンコフスキー空間 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第7回 | ローレンツ変換の幾何学 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第8回 | 固有時 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第9回 | 相対論的運動方程式 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第10回 | エネルギーと質量の等価性 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第11回 | 電流・電荷密度の変換性 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第12回 | マクスウェルの方程式の共変性 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第13回 | 電磁場テンソルとその変換性 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第14回 | ・理解度確認のための課題及びその解説（その１） 【事前学習】与えられた課題について，十分学習しておくこと。（4時間） |
| 第15回 | ・理解度確認のための課題及びその解説（その２） 【事前学習】与えられた課題について，十分学習しておくこと。（4時間） |
その他
| 教科書 |
風間洋一 著 『相対性理論入門講義［ISBN: 978-4-563-02321-8］』 現代物理学入門講義シリーズ 1 （培風館） 1997年 第1版
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| 参考書 |
（1）砂川重信 著 『相対性理論の考え方［ISBN: 978-4-00-007895-5］』 物理の考え方 5 （岩波書店） 1993年 第1版
（2）中野董夫 著 『相対性理論［ISBN: 978-4-00-029869-8］』 物理入門コース 新装版 （岩波書店） 2017年 第1版
（3）江沢洋 著 『相対性理論［ISBN: 978-4-7853-2139-0］』 基礎物理学選書 27 （裳華房） 2017年 第3版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
（1）授業への取組状況50％，レポート課題への取組状況50％の割合で，総合的に評価する。 （2）出席回数が総授業回数の5分の3（9回）に満たない場合は，履修放棄として取り扱い，学業成績を評価E（判定不可）とする。 （3）各回の授業への出席登録は，授業開始から30分以内にログインすると，【出席する】ボタンが表示されているのでクリックする。出席パスワードを要求されるが，空欄のまま【OK】ボタンをクリックする。 （4）必ず出席登録を行った後に，受講（教材資料の閲覧，課題の解答など）すること。 （5）授業開始から30分を経過した後に受講した場合は，欠席として取り扱うことがある。 |
| 質問への対応 | 電子メール，Zoom等により，随時対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
E-mail: yamada.kenji＠nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
木曜 船橋 10:40 ～ 12:30
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| 学生への メッセージ |