授業科目名	一般相対性理論への招待
分類・系統
時間割番号	CAN013
担当教員名	山下　和之
開講学期・曜日・時限	後期・金・III	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
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理解する。応用として宇宙の膨張を学ぶ。
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
全学共通教育科目向け 記号 コンピテンシー（能力・資質） 説明   A 共通 教養 多様な知識の獲得 単位を取得した教養教育科目の概要と、重要な基礎的事項を説明できる。 ◎ B 様々な学問分野の考え方 当該科目の学問分野(人文･社会･自然･健康科学等)の考え方を説明できる。 ○ C 汎用能力 ３・数量的リテラシー さまざまな情報を統計学的手法などにより、数理的に表現・分析できる。 ○ D ４・論理的思考力 情報を多面的・客観的にとらえ、筋道を立てて根拠を示しながら説明できる。 ○
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 共通 1 相対性理論についての概要を他の人に説明できるようになること。 B 2 相対性理論についての概要を他の人に説明できるようになること。 A 3 相対性理論についての概要を他の人に説明できるようになること。 C 4 相対性理論についての概要を他の人に説明できるようになること。 D
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 25% 筆記試験：自筆ノート持ち込み可 2 25% 同上 3 25% 同上 4 25% 同上 合計 100%
＜授業の方法＞
講義。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
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、 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。
＜テキスト＞
(未登録)
＜参考書＞
(未登録)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 物理学史 事前学習 事後学習 高校数学の微分・積分・ベクトル・数列の復習 授業内容 １．物理学史 2 タイトル 線形空間 事前学習 事後学習 高校数学の微分・積分・ベクトル・数列の復習と前回の内容の把握 授業内容 ２．線形空間 3 タイトル ベクトルの共変成分、反変成分 事前学習 事後学習 高校数学の微分・積分・ベクトル・数列の復習と前回の内容の把握 授業内容 ３．ベクトルの共変成分、反変成分 4 タイトル ユークリッド空間における回転変換 事前学習 事後学習 高校数学の微分・積分・ベクトル・数列の復習と前回の内容の把握 授業内容 ４．ユークリッド空間における回転変換 5 タイトル ミンコフスキー空間におけるローレンツ変換 事前学習 事後学習 前回の内容の把握 授業内容 ５．ミンコフスキー空間におけるローレンツ変換 6 タイトル 時空におけるローレンツ変換の意味 事前学習 事後学習 前回の内容の把握 授業内容 ６．時空におけるローレンツ変換の意味 7 タイトル ローレンツ短縮と時間の遅れ、速度の合成 事前学習 事後学習 前回の内容の把握 授業内容 ７．ローレンツ短縮と時間の遅れ、速度の合成 8 タイトル 最小作用の原理とラグランジュ方程式 事前学習 事後学習 前回の内容の把握 授業内容 ８．最小作用の原理とラグランジュ方程式 9 タイトル 静止エネルギー 事前学習 事後学習 前回の内容の把握 授業内容 ９．静止エネルギー 10 タイトル c が真空中の電磁波の伝播速度であること 事前学習 事後学習 前回の内容の把握 授業内容 １０．c が真空中の電磁波の伝播速度であること 11 タイトル 一般座標変換 事前学習 事後学習 前回の内容の把握 授業内容 １１．一般座標変換 12 タイトル スカラー、ベクトル、テンソルとその共変、反変成分 事前学習 事後学習 前回の内容の把握 授業内容 １２．スカラー、ベクトル、テンソルとその共変、反変成分 13 タイトル 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 事前学習 事後学習 前回の内容の把握 授業内容 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 14 タイトル 宇宙の膨張（またはブラックホール） 事前学習 事後学習 前回の内容の把握 授業内容 １４．宇宙の膨張（またはブラックホール） 15 タイトル 総括評価・まとめ 事前学習 事後学習 前回の内容の把握 授業内容 １５．総括評価・まとめ 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜JABEEプログラムの学習・教育目標との対応＞
《土木環境工学科》 (A) 技術者の責務の自覚 　様々な知識を修得し、技術が社会や自然に及ぼす影響や効果、および技術者の社会に対する責任を理解して、これを説明することができる。 ○
＜備考＞
(未登録)