物理学総論（Introduction to Physics）[6601]

＜授業のねらい＞

現代物理学の基礎の一つである特殊相対理論を主な題材として、以下の到達目標を達成する。
●一見常識とは矛盾しているようだが、それが正しことを理解する。
●物理学の基本的な考え方を学ぶ。
●演習問題を解いていくことによって考え方の理解を深める。

＜受講にあたっての前提条件＞

物理学の理解には微積分が必要となります。講義中に微積分の解説をしますが、
●高等学校で学習した、基礎的な数学を理解していることを前提とします。

＜具体的な到達目標＞

●特殊相対論の基本法則を理解する。
●基本的な問題に応用できる能力を養う。

＜授業計画及び準備学習＞

1. 数学の準備　I
　　○ ベクトル
　　○ 関数
　　○ 微分係数と導関数
　　○ 導関数の基本公式
2. 数学の準備　II
　　○ 積分
　　○ 積分の基本公式
3. ニュートンの力学 I
　　○ 運動の法則
　　○ 運動方程式の解き方
4. ニュートンの力学 II
　　○ ガリレイの相対性原理
　　○ ガリレイ変換
　　○ 時間と空間
5. 電磁波と光
　　○ 光の速度
　　○ 電磁波
6. 光を伝える媒質エーテル
　　○ エーテル
　　○ マイケルソンとモーリーの実験
7. 特殊相対性理論の基本原理
　　○ 相対性原理と光速度一定の原理
　　○ 同時刻の概念
8. 時間の遅れと長さの収縮
　　○ 光を使った時計による時間の考察
　　○ 宇宙旅行で若さが保てる？
9. ローレンツ変換
　　○ 基本原理からローレンツ変換を求める
　　○ ミンコフスキー空間
　　○ 双子のパラドックス
10. ドプラー効果
　　○ 音のドプラー効果
　　○ 光のドプラー効果
　　○ 宇宙は膨張してる？
11. 質量とエネルギー
　　○ 速度と質量の関係
　　○ 仕事と運動エネルギー
　　○ 質量とエネルギー
12. 原子核エネルギーの原理
　　○ 原子と原子核
　　○ 安定な原子核
　　○ 結合エネルギー
13. 原子核エネルギーの利用
　　○ 核エネルギー
　　○ 原子力発電の原理
　　○ エネルギー問題

＜成績評価方法＞

●原則として定期試験で最終成績を評価し、６０点以上の者に単位を認める。
●定期試験は、講義中に行った講義内容、例題、および演習問題から出題する。

＜教科書＞

指定教科書なし。講義ノート配布

＜参考書＞

「理工系物理学講義」加藤潔著（培風館）

＜オフィスアワー＞

講義のある土曜日 14:40〜16:00

＜学生へのメッセージ＞

初回の予習は必要ありませんが、2回目の授業からは、予習と復習を兼ねて、講義ノートやご自身のノートの前回の内容に目を通すようにしましょう。きっと効果があります。