現代物理学

科目基礎情報

学校 津山工業高等専門学校 開講年度 令和07年度 (2025年度)
授業科目 現代物理学
科目番号 0167 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 総合理工学科(電気電子システム系) 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教科書 プリント,参考書 原島鮮 著:力学Ⅱ(裳華房)の「特殊相対性理論」の章,内山龍雄 著:相対性理論(岩波全書)相原博昭 著:素粒子の物理(東京大学出版会),多田将 著:すごい宇宙講義(イースト・プレス)
担当教員 佐々井 祐二

到達目標

学習目的:特殊相対性理論の基礎として,ローレンツ変換や相対論的力学を理解し,関連する問題を解く。また,素粒子物理学と宇宙科学の初歩的事項を理解し,関連する問題を解く。

到達目標:
1.ローレンツ変換を理解し,関連する問題を解く。
2.相対論的力学を理解し,関連する問題を解く。
3.素粒子物理学の初歩的事項を理解し,関連する問題を解く。
4.宇宙物理学の初歩的事項を理解し,関連する問題を解く。

ルーブリック

不可
評価項目1ローレンツ変換について,授業で取り扱うほとんどの問題の解答を作成できる。ローレンツ変換について,授業で取り扱う基礎的な複合問題の解答を作成できる。ローレンツ変換について,授業で取り扱う基礎的な問題の解答を作成できる。左記に達していない。
評価項目2相対論的力学について,授業で取り扱うほとんどの問題の解答を作成できる。相対論的力学について,授業で取り扱う基礎的な複合問題の解答を作成できる。相対論的力学について,授業で取り扱う基礎的な問題の解答を作成できる。左記に達していない。
評価項目3素粒子物理学について,授業で取り扱うほとんどの問題の解答を作成できる。素粒子物理学について,授業で取り扱う基礎的な複合問題の解答を作成できる。素粒子物理学について,授業で取り扱う基礎的な問題の解答を作成できる。左記に達していない。
評価項目4宇宙物理学について,授業で取り扱うほとんどの問題の解答を作成できる。宇宙物理学について,授業で取り扱う基礎的な複合問題の解答を作成できる。宇宙物理学について,授業で取り扱う基礎的な問題の解答を作成できる。左記に達していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
一般・専門の別:専門

学習の分野:物理

必修・必履修・選択の別:選択

基礎となる学問分野:数物系科学/物理/物理一般

学科学習目標との関連:本科目は各工学科学習目標「(1)数学,物理を中心とした自然科学系の科目に関する知識を修得し,各工学に関する基礎知識として応用する能力を身につける。」に相当する科目である。

技術者教育プログラムとの関連:本科目が主体とする学習・教育到達目標は「(A)技術に関する基礎知識の深化,A-1:工学に関する基礎知識として,自然科学の幅広い分野の知識を修得し,説明できること」である。本科目は大学相当の内容を含む科目で,技術者教育プログラムの履修認定に関係する。

授業の概要:現代物理学として本科目では,時空の概念を一変させた相対性理論の内,数学的にも取り扱いやすい特殊相対性理論を取り扱う。また,クォークなど素粒子の世界の記述,さらには宇宙の根源を支配する統一理論を目指す素粒子物理学の初歩を解説する。宇宙科学の初歩についても焦点を当てる。
授業の進め方・方法:
授業の方法:講義形式の授業を進め,適宜,演習を行なう。演習では学生による解答の板書と解説を求める。課題レポートを課し,学生の理解度を確認しながら授業を進める。

成績評価方法:4回の定期試験成績を60%(均等評価),平素の演習,レポートなどを40%とする。成績不振者には補講と再試験を課して,60点を上限に定期試験の成績を置換する。
注意点:
履修上の注意:本科目は「授業時間外の学習を必修とする科目」である。1単位あたり授業時間として15単位時間開講するが、これ以外に30単位時間の学習が必修となる。これらの学習については担当教員の指示に従うこと。

履修のアドバイス:教科書を良く復習すること。また課題レポートは期限までに必ず提出すること。

基礎科目:一般物理学(3年),微分積分Ⅰ(2),微分積分Ⅱ(3),基礎微分方程式(3)
関連科目:量子科学(5年),電磁気学(4),解析力学(4),物性物理(4),数学科目

受講上のアドバイス:授業で扱う数式について,計算してよく理解すること。授業中にメール等の操作をしている場合
には退室してもらうことがある。授業開始25分以内であれば遅刻とし,遅刻3回で1欠課とする。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週
2週
3週
4週
5週
6週
7週
8週
2ndQ
9週
10週
11週
12週
13週
14週
15週
16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週

評価割合

試験発表相互評価態度課題その他合計
総合評価割合60000400100
基礎的能力3000020050
専門的能力3000020050
分野横断的能力0000000