| 科目名 |
相対性理論 |
| クラス |
− |
| 授業の概要 |
最初に、日常的な世界で成り立つ物理法則(古典物理学)を学ぶ。光の速さより充分に遅い世界での物理法則について学び、特にガリレオ・ガリレイ(1642年没)の名前がつくガリレイ変換について学ぶ。その次にアインシュタインによって提唱された特殊相対性理論(1905年発表)および一般相対性理論(1916年発表）について学ぶ。相対性理論の有名な式E=mc^2を導出し、さらには、このE=mc^2が応用されているものについて学ぶ。また、時間の遅れなどについても、考察を深める。一般相対性理論では、ブラックホールなどの重力が強いところでの現象について学ぶ。また、特殊相対性理論と一般相対性理論により計算される効果は、GPS（Global Positioning System）を通してカーナビやスマートフォン地図案内などに使われており、その利用のされ方を学ぶ。 |
| 授業の到達目標 |
相対性理論について、理論全体の描像をつかむとともに、数式を用いて定量的に相対論的な自然現象を記述できるようになることを目標とする。 |
| 授業計画 |
| 回 |
内容 |
| 1 | 相対性理論の概要 |
| 2 | 車・電車などの動いているものでの物理（古典物理学）１ |
| 3 | 相対性理論で使う数学 微分について |
| 4 | 車・電車などの動いているものでの物理（古典物理学）２ |
| 5 | 相対性理論で使う数学 |
| 6 | ニュートン力学・電磁気学の破綻 |
| 7 | 特殊相対性理論の構築 |
| 8 | ローレンツ変換の導出 |
| 9 | 運動量について |
| 10 | E=mc^2に向けて |
| 11 | E=mc^2の導出 |
| 12 | 一般相対性理論 重力など |
| 13 | 相対性理論のカーナビ・スマートフォン地図案内などでの応用 |
| 14 | 試験 |
| 15 | 試験講評・まとめ・相対性理論を含む現代物理学 |
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| テキスト・参考書 |
相対性理論 (岩波文庫) A. アインシュタイン、 内山 龍雄
相対性理論の考え方 (物理の考え方 5) 砂川 重信
相対性理論 (物理入門コース (9)) 中野 董夫
相対性理論がわかった！ 一石賢 |
| 自学自習についての情報 |
数式を多くもちいるので、講義の進行と合わせて、高校理系程度の数学や微分積分も学習することが望ましい。 |
| 授業の形式 |
主に板書およびプリントで進める。初回はスライドを用いて講義を行う。 |
| アクティブラーニングに関する情報 |
相対性理論は良く完成された知識体系であり、講義ではその一部を扱う。
講義内容に、さらに追加すべき知識があることに学生さんが気づき、積極的に質問することを期待する。 |
| 評価の方法（評価の配点比率と評価の要点） |
成績評価は、授業参加の具合20％および試験80％で行う。 |
| その他（授業アンケートへのコメント含む） |
相対性理論を理系の観点で理解したい人向けの講義をする予定。 |
| 担当講師についての情報（実務経験） |
特記事項なし |