到達目標
現代物理学の礎である相対性理論の基礎事項を学び，これまで学んできた物理学との違いについて理解する。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 特殊相対性理論の基礎 | ローレンツ変換等の特殊相対性理論に現れる基礎事項を理解し、基本的な計算ができる。 | ローレンツ変換等の特殊相対性理論に現れる基礎事項を理解している。 | ローレンツ変換等の特殊相対性理論に現れる基礎事項を理解していない。 |
| 相対論的力学・電磁気学 | 相対論的力学・電磁気学について理解し、基本的な計算ができる。 | 相対論的力学・電磁気学について理解している。 | 相対論的力学・電磁気学について理解していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
相対性理論は時間と空間の概念を一新し、量子論とともに現代物理学の大きな柱となっている。本授業では、特に「特殊相対性理論」の基礎的な解説を行う。
授業の進め方・方法:
スライドを用いて授業を進めながら、適宜理解を深めるための演習を行う。この際、講義資料は全て配布する。
数回程度レポート課題を出します。試験問題とレポート問題の相関は高いと思ってください。
注意点:
定期試験受験要件：総授業時間の2/3以上の出席を要する。
学修単位：授業時間以外に、1週に4時間の自主学習が必要である。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンスとイントロダクション |
現代物理学と相対性理論の関係を理解する。
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| 2週 |
ニュートン力学の復習 |
力学の基本的な計算ができる。
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| 3週 |
特殊相対性原理(1) |
光速度不変の原理を理解する。
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| 4週 |
特殊相対性原理(2) |
マイケルソン・モーレーの実験について理解する。
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| 5週 |
ローレンツ変換(1) |
ローレンツ変換を理解する。
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| 6週 |
ローレンツ変換(2) |
ローレンツ変換を用いた計算ができる。
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| 7週 |
ミンコフスキー時空(1) |
4次元時空について理解する。
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| 8週 |
ミンコフスキー時空(2) |
ミンコフスキー時空について理解する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
特殊相対性理論から導かれる現象 |
特殊相対性理論から導かれる現象について理解する。
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| 10週 |
相対論的力学(1) |
相対論的な力学を理解する。
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| 11週 |
相対論的力学(2) |
相対論的な力学の基本的な計算ができる。
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| 12週 |
相対論的電磁気学(1) |
相対論的な電磁気学を理解する。
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| 13週 |
相対論的電磁気学(2) |
相対論的な電磁気学の基本的な計算ができる。
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| 14週 |
一般相対性理論入門(1) |
特殊相対性理論と一般相対性理論の違いを理解する。
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| 15週 |
一般相対性理論入門(2) |
等価原理を理解する。
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| 16週 |
定期試験 |
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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 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |