概要:
ニュートン力学や電磁気学のマクスウェルの方程式といった古典物理学から，現代物理学が生まれていった過程を学ぶ。特殊相対論によってもたらされた空間および時間の概念の変革を理解することを目標とする。
授業の進め方・方法:
講義形式で授業を進めて重要事項を解説した後，演習問題を行うことで講義内容の理解を図る。
注意点:
試験の成績を60%，平素の学習状況等（課題・小テスト・レポート等を含む）を40%の割合で総合的に評価する。実務に応用できる専門基礎として，到達目標に対する達成度を試験等において評価する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガリレイの相対性原理とガリレイ変換について学ぶ |
ガリレイの相対性原理とガリレイ変換の意味について理解できる
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| 2週 |
マクスウェルの方程式①：ベクトル場の発散、回転の意味と積分定理について学ぶ |
ベクトル場の発散、回転の意味と積分定理の意味を理解し基本的な計算ができる
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| 3週 |
マクスウェルの方程式②：ガウスの法則について学ぶ |
ガウスの法則について理解し簡単な計算ができる
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| 4週 |
マクスウェルの方程式③：電磁誘導の法則、一般化されたアンペールの法則について学ぶ |
電磁誘導の法則、一般化されたアンペールの法則について理解し簡単な計算ができる
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| 5週 |
マクスウェルの方程式④：電磁波について学ぶ |
マクスウェルの方程式から電磁波が導かれることを理解する
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| 6週 |
マイケルソン・モーレーの実験について学ぶ |
マイケルソン・モーレーの実験の歴史的な意味を理解する
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| 7週 |
相対性原理と同時性の破れについて学ぶ |
相対性原理と同時性の破れについて理解し、時間の遅れの簡単な計算ができる
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| 8週 |
ローレンツ変換とローレンツ収縮について学ぶ |
ローレンツ変換について理解し、ローレンツ収縮の簡単な計算ができる
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| 2ndQ |
| 9週 |
ローレンツの速度変換式について学ぶ |
ローレンツの速度変換式について理解し、速度変換の簡単な計算ができる
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| 10週 |
相対論的質量と運動量について学ぶ |
相対論的質量と運動量について理解し簡単な計算ができる
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| 11週 |
相対論的エネルギーについて学ぶ |
相対論的エネルギーについて理解し簡単な計算ができる
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| 12週 |
質量欠損と結合エネルギーについて学ぶ |
質量欠損と結合エネルギーについて理解し簡単な計算ができる
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| 13週 |
相対論の実験的検証について学ぶ |
相対論の実験的検証について理解できる
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| 14週 |
特殊相対論のまとめと演習を行う |
特殊相対論の総合的な理解ができる
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| 15週 |
一般相対論の概要について学ぶ |
一般相対論の簡単な意味が理解できる
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| 16週 |
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| 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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | |
| 直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。 | 3 | |
| 等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。 | 3 | |
| 平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 3 | |
| 物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。 | 3 | |
| 自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | |
| 水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 3 | |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | |
| フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | |
| 慣性の法則について説明できる。 | 3 | |
| 作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 3 | |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | |
| 簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。 | 3 | |
| 静止摩擦力がはたらいている場合の力のつりあいについて説明できる。 | 3 | |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | |
| 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | |
| 運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。 | 3 | |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | |
| 周期、振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができる。 | 3 | |
| 単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 3 | |
| 等速円運動をする物体の速度、角速度、加速度、向心力に関する計算ができる。 | 3 | |
| 万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる. | 3 | |
| 万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 3 | |
| 角運動量を求めることができる。 | 3 | |
| 角運動量保存則について具体的な例を挙げて説明できる。 | 3 | |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | |
| 重心に関する計算ができる。 | 3 | |
| 一様な棒などの簡単な形状に対する慣性モーメントを求めることができる。 | 3 | |
| 剛体の回転運動について、回転の運動方程式を立てて解くことができる。 | 3 | |