シラバス情報
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教員名 ： 堺 和光
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科目授業名称（和文） Name of the subject/class (in Japanese)
入門相対論 （月・５）
科目授業名称（英文） Name of the subject/class (in English)
Introductory Relativity （月・５）
授業コード Class code
9922E1C
科目番号 Course number
22PHELE205
教員名
堺 和光
Instructor
Kazumitsu SAKAI
開講年度学期
2023年度前期
Year/Semester
2023 First Semester
曜日時限
月曜5限
Class hours
Monday 5th Period
開講学科・専攻 Department
理学部第二部 物理学科
Department of Physics, Faculty of Science Division Ⅱ 単位数 Course credit
2.0単位
授業の方法 Teaching method
講義
Lecture 外国語のみの科目（使用言語） Course in only foreign languages (languages)
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授業の主な実施形態 Main class format
対面授業 /On-site class
概要 Description
相対論は量子力学と並び、現代物理学の礎となる理論である。「座標系によらず、物理法則は不変であるべし」とする相対性原理を指導原理として定式化される理論が相対論である。この講義では、取り扱う座標系を「慣性系」に限った「特殊相対論」を学ぶ。特殊相対論の枠組みでは、物理法則は１次元の時間と３次元の空間を統合したミンコフスキー空間の中で記述され、２つの異なるミンコフスキー空間を結びつける線形変換であるローレンツ変換に対して物理法則が不変な形で書かれることを学ぶ。さらに、様々な具体的な問題を通して特殊相対論の考えを身に付ける。
目的 Objectives
特殊相対論を習得する。
本学科のディプロマ・ポリシー「「基礎科目」、「専門科目」の履修によって、物理学における様々な分野の基礎学力と、その上に立つ専門知識。また、これらを用いて論理的に思考する能力、並びに自らの意見を表現するためのコミュニケーション能力」実現する科目である。 到達目標 Outcomes
相対性原理の概念が説明できる。
ローレンツ変換およびローレンツ不変性（あるいは共変性）が説明できる。 相対論的運動学が理解できている。 電磁気学の相対論的構造が説明できる。 卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）
専門基礎能力
履修上の注意 Course notes prerequisites
線形代数とくに線形変換の概念を理解しておくこと。力学や電磁気学（とくにMaxwell理論）を習得しておくことが望ましい。
アクティブ・ラーニング科目 Teaching type（Active Learning）
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準備学習・復習 Preparation and review
[準備学習]
授業計画における該当部分を教科書で予習しておく。 [復習] 授業で行った論理の展開や計算をノートを見なくても再現できるようにする。さらに、演習問題を豊富に用意するので、授業進度に合わせてそれらを解くことにより理解を深める。 成績評価方法 Performance grading policy
主として前期末に実施される到達度評価試験によって評価する。
学修成果の評価 Evaluation of academic achievement
・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している ・B：到達目標を達成している ・C：到達目標を最低限達成している ・D：到達目標を達成していない ・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している ・S：Achieved outcomes, excellent result ・A：Achieved outcomes, good result ・B：Achieved outcomes ・C：Minimally achieved outcomes ・D：Did not achieve outcomes ・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation 教科書 Textbooks/Readings
教科書の使用有無（有=Y , 無=N） Textbook used(Y for yes, N for no)
Y
書誌情報 Bibliographic information
「相対性理論入門講義」 風間洋一著 培風館 1997年発行 978-4563023218
MyKiTSのURL（教科書販売サイト） URL for MyKiTS(textbook sales site)
教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store). https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/ 参考書・その他資料 Reference and other materials
相対論の教科書は非常に多く出版されている。図書館などで各自手にとってみるとよい。ここでは、アインシュタインの原論文とその詳しい解説をおさめた
「相対性理論」 アルバート アインシュタイン著/内山龍雄訳 岩波書店 1988年発行 978-4003393413 をあげておく。 授業計画 Class plan
１． 序論： 相対論とは？
２． ニュートン力学における相対性とマックスウェルの電磁気学 ３． 光の伝搬の実験（１）： エーテルの概念 ４． 光の伝搬の実験（２）： マイケルソン-モーリの実験 ５． 特殊相対論の基礎（１）： 同時性の概念、ローレンツ変換 ６． 特殊相対論の基礎（２）： ４次元時空、変換則 ７． 特殊相対論の基礎（３）： 物理的帰結 ８． 相対論的不変性と共変性（１）： 変換群 ９． 相対論的不変性と共変性（２）： スカラー、ベクトル、テンソル １０．相対論的運動学（１）： 運動量とエネルギー １１．相対論的運動学（２）： 相対論的運動方程式 １２．相対論的運動学（３）： 相対論的運動学の応用（１） １3． 相対論的運動学（３）： 相対論的運動学の応用（２） １３．マックスウェル理論の相対論的構造（１）： マックスウェル方程式のローレンツ変換性 １４．マックスウェル理論の相対論的構造（２）： マックスウェル理論の共変的記述 １５．到達度評価 授業担当者の実務経験 Work experience of the instructor of the class
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教育用ソフトウェア Educational software
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備考 Remarks
月曜７限の同名の講義と同じ内容である。
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