タイトル
     2023 年度 前期  理学部 物理学科 日英区分 :日本語 
  
相対論
Special Theory of Relativity
  
ナンバリング 科目分野
PHYS2211   理学部専門科目
担当教員(ローマ字表記)
  田代 信 [TASHIRO Makoto]
対象学生 対象年次 単位数
  2~ 2
必修・指定選択・選択の別 曜日時限 教室
  月1 理-9番講義室
科目群 講義番号
  R12126
クラス指定  
2年次対象
 
他との関連(関連項目)  
2年次後期の「電気力学」、4年次選択の「一般相対論」の基礎となる科目です。
 
履修条件(授業に必要な既修得科目または前提知識)  
力学Iおよび電磁気学Iの知識を身につけていることが望ましい。
 
テーマ・副題  
特殊相対性理論
 
授業科目の到達目標  
特殊相対性理論の考え方を理解し、それにともなう数学的な扱いを身につける。
一般相対論をはじめとする現代物理学の基礎を学ぶ。
 
『ディプロマ・ポリシー』を含む学部・研究科・学科等の学修・教育目標との関連  
理学部ディプロマ・ポリシー(1)にある「自然科学の基幹領域に関する基礎知識とそれを基とした思考力」を修得するための科目です。
また、物理学科のカリキュラム・マップに示された教育目標「1 自然現象を、すじみち立てて理解する物理学の考え方を身につけます」および、「2 現代物理学を理解し、応用するための基礎を養成します」と深く関連します。
 
授業キーワード  
相対論
相対性原理
光速度不変
4元ベクトル、テンソル
マックスウェル方程式
 
授業の内容  
特殊相対論の考え方と基本的枠組みを学ぶ。電磁場の方程式や運動方程式のテンソル形式での表現を学びます。
 
授業の方法  
講義形式の授業です。対面授業を原則とします。ただし、必要に応じて遠隔講義に切り替えることがあります。その場合の具体的な接続情報は、講義中の告知ならびに Web Class でお知らせします。
また、講義中に随時、練習問題を課しますので、基本的な概念の理解度を確認のため積極的に取り組んでください。
 
事前準備学修・事後展開学修  
授業1回あたり合計4時間の事前準備・事後展開学修が目安となります。講義で使用するスライドは事前にWebClassを通じて公開するので、あらかじめよく読んで、疑問点をピックアップしておいてください(2時間程度)。事後学修においては、講義中に自分でとったメモを参照して復習するとともに、講義中の練習問題や参考書の問題を解くなど、特に相対論に特有な数学的な操作に習熟することを心がけてください(2時間程度)。
 
授業展開(スケジュール)  
講義のスケジュールは下記のとおりです。内容の進捗によって、変更する可能性があります。

第1回(4/17) 相対性原理と光速度不変
第2回(4/24) 特殊相対論の基礎--Lorentz変換
第3回(5/ 1) 特殊相対論の基礎--Minkowski時空(1)
第4回(5/ 8) 特殊相対論の基礎--Minkowski時空(2)
第5回(5/15) 特殊相対論の基礎のまとめ(中間試験1)
第6回(5/22) 物理法則の共変形式--群・基底・計量・スカラー・ベクトル・テンソル
第7回(5/29) 物理法則の共変形式--電磁場1
第8回(6/ 5) 物理法則の共変形式--電磁場2
第9回(6/12) 物理法則の共変形式--電磁場のまとめ(中間試験2)
第10回(6/19) 物理法則の共変形式--質点の運動1
第11回(7/26) 物理法則の共変形式--質点の運動2
第12回(7/ 3) 相対論的運動学1
第13回(7/10) 相対論的運動学2
題14回(7/17) 特殊相対論の発展--相対論的ビーミングと宇宙物理への応用
第15回(7/24) 相対論的運動学のまとめ(期末試験)
第16回(7/31) 総まとめ
 
授業の詳細(履修登録学生のみ閲覧可)  
WebClassへ
 
成績評価の方法と観点  
中間試験2回(それぞれ30%)と期末試験(40%)を行い、それによって評価します。
 
成績評価基準  
埼玉大学単位修得の認定に関する規則に基づき、履修者が授業の到達目標をどれだけ達成したかに応じて以下の通り評価する。
「到達目標を超え、全般的に特に秀でている」 =GP:4 = S
「到達目標を超えており、部分的に秀でている」 =GP:3.5=A+
「到達目標を超えている」 =GP:3 = A
「到達目標に十分達しており、部分的に秀でている」 =GP:2.5=B+
「到達目標に十分達している」 =GP:2 = B
「到達目標に最低限達しており、部分的に B 以上の水準にある」=GP:1.5=C+
「到達目標に最低限達している」 =GP:1 = C
「到達目標に達していない」 =GP:0 = D
「到達目標の達成度を測る材料がない」 =GP:0=F
 
テキスト  
備考 とくに指定しない。
 
参考図書  
参考書1 ISBN 978-4000299114
書名 相対性理論
著者名 佐藤勝彦著 出版社 岩波書店 出版年 2021
備考
参考書2 ISBN 978-4621083109
書名 特殊相対論
著者名 シュッツ [著] ; 江里口良治, 二間瀬敏史共訳 出版社 丸善 出版年 2010
備考
 
学生へのメッセージ  
宇宙物理や素粒子物理、高エネルギー物理に興味のある学生は、ぜひ、受講してください。
 
人数制限 ※詳細は「その他・備考」欄を参照してください。  
とくに設けない
 
連絡先(電話番号)  
048-858-3371
 
連絡先(メールアドレス)  
tashiro_at-mark_mail.saitama-u.ac.jp ( "_at-mark_"を半角の@におきかえてください)
 
オフィスアワー  
授業開講期間中の月曜日 17:00~18:00
理学部1号館5階 1543号
上記時間帯はいつ来ていただいても構いませんが、臨時の会議や出張などで不在にする場合がありますので、なるべく事前に上記に記入のメールアドレスへ連絡をお願いします。なお、希望に応じてZoomで対応することも可能です。
 
連絡先(ホームページ、その他)  
 
関連ホームページ  
http://www.heal.phy.saitama-u.ac.jp/  研究室 web site
https://www.oai.saitama-u.ac.jp/ 埼玉大学戦略研究センター X線・光赤外線宇宙物理研究領域 web site
 
その他・備考  
 
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