2023年度/3S02164000 (市大)

【火2】相対論 <前期>

アインシュタインの相対論には、特殊相対論と一般相対論がある。この二つの中で特に特殊相対論は、あらゆる物理学の基本法則がこれと整合的でなければ成らないと考えられている基本法則である。また、一般相対論は重力の基礎法則で、宇宙、ブラックホール、重力波などを研究対象としている。

担当教員氏名

中尾 憲一

科目ナンバリング

SBRE15301 (市大)

授業管轄部署

理学部

授業形態

講義

開講キャンパス

杉本

開講区分

週間授業

配当年次

3年 (市大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。

単位数

2単位 (市大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

この講義では特殊相対論の習得を第一目標とし、さらにこの特殊相対論と整合的な重力理論である一般相対論のアイデアに触れる。

各授業回の説明

授業	授業内容	事前・事後の学習内容
第1回	ニュートン力学・ガリレイの相対性原理	（事前）基礎物理学I の復習、（事後）講義内容の復習
第2回	電磁気学：ローレンツ・マクスウェル理論	（事前）基礎物理学II の復習、（事後）講義内容の復習
第3回	特殊相対論の基本原理：時空図・因果構造	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第4回	ローレンツ変換の導出	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第5回	ローレンツ収縮・時計の遅れ・速度の合成則	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第6回	特殊相対論におけるベクトル：定義	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第7回	特殊相対論におけるベクトル：反変成分・共変成分と計量テンソル	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第8回	テンソル	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第9回	電磁場のローレンツ変換	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第10回	固有時と双子のパラドクス	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第11回	4元速度・４元加速度と自由粒子の相対論的運動方程式	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第12回	粒子のエネルギー・運動量と光のドップラー効果	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第13回	荷電粒子の相対論的運動方程式	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第14回	一様磁場中の荷電粒子の運動と一様電場中の荷電粒子の運動	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第15回	一般相対論の初歩	（事前）前回の講義の復習、（事後）講義内容の復習
第16回	定期試験

成績評価方法

レポート課題 (5%)、定期試験 (95%)

履修上の注意

疑問点があるときは積極的に質問してください。

教科書

講義ノートを配布します。

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参考文献

必要に応じて適宜紹介します。

オフィスアワー

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教員への連絡方法（メールアドレス等）

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