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授業科目名
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一般相対性理論への招待
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| 分類・系統 |   |
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時間割番号
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063430
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担当教員名
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山下 和之
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開講学期・曜日・時限
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後期・金・III
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単位数
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2
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＜対象学生＞
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全学生対象
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＜授業の目的および概要＞
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２０世紀最大の物理学上の発展であったアインシュタインの特殊相対性理論と一般相対性理論を数理的に基礎から解説する。応用として宇宙の膨張を取り扱う。
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| No | 重要度 | 目標 | 詳細 |
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| 1 | ◎ | 知識と視野 | 特殊相対性理論と一般相対性理論の物理的な意味と数学的概要を理解し、適切な言葉でその枠組みを説明できるようになること。 | | 2 | | 能力と技能 | 数式を目で追ってその内容を理解できるようになること。 |
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＜授業の方法＞
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講義。
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＜成績評価の方法＞
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| No | 評価項目 | 割合 | 評価の観点 |
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| 1 | 試験：期末期 | 100 % | 特殊相対性理論と一般相対性理論について正しく理解していること。 |
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＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
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難しいと思われがちの一般相対性理論は特に難しい数式を解くわけでもなく、<BR>根気よく式変形していけば自然と導出されるものである。そういった理論の美しさをここで味わってほしい。
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＜テキスト＞
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(未登録)
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＜参考書＞
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(未登録)
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＜授業計画の概要＞
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１．物理学史<BR>２．線形空間<BR>３．ベクトルの共変成分、反変成分<BR>４．ユークリッド空間における回転変換<BR>５．ミンコフスキー空間におけるローレンツ変換<BR>６．時空におけるローレンツ変換の意味<BR>７．ローレンツ短縮と時間の遅れ、速度の合成<BR>８．最小作用の原理とラグランジュ方程式<BR>９．静止エネルギー<BR>１０．c が真空中の電磁波の伝播速度であること<BR>１１．一般座標変換<BR>１２．スカラー、ベクトル、テンソルとその共変、反変成分<BR>１３．ベクトルの平行移動と共変微分、曲率、アインシュタイン方程式<BR>１４．宇宙の膨張（またはブラックホール）<BR>１５．総括評価・まとめ
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| ＜JABEEプログラムの学習・教育目標との対応＞ |
| 《機械システム工学科機械デザインコース》 | (A)【機械工学の意義】
幸福・福祉の意義，自然と社会との係わりが理解でき，これらに及ぼす機械工学の影響が理解できる能力を身につける． | ○ | | 《コンピュータ・メディア工学科 コンピュータサイエンスコース》 | | (A)情報処理技術者としての自らの活動が自然や社会，人に与える影響を理解し，問題解決にあたることができる知識と技術，およびコミュニケーションスキルを習得する | ○ | | 《コンピュータ・メディア工学科 情報メディアコース》 | | (C) 科学技術が社会や自然に及ぼす影響や効果までを考慮できる多面的な地球的視野を会得し、国際的なコミュニケーションを可能とする基礎能力を修得する。 | ◎ | | 《土木環境工学科》 | A.技術者の責務の自覚
土木環境技術が人間社会や自然環境の変化に及ぼす効果・影響を理解し、自然と調和した人類の持続的発展のために土木環境技術者が果たすべき責務を自覚する。 | ○ |
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