総合科目 E（物質・生命） 時間割コード 50202 Ａ 50963 Ａ 50289 50688 講義題目 授業の目標概要 相対論には特殊相対論と一般相対論があるが、それらの概要を説明した後、特殊相対論に特化して、 講義題目 授業の目標概要 講義題目 授業の目標概要 解析力学 講義題目 授業の目標概要 解析力学は、ニュートンに始まる古典力学の最も一般的で洗練された理論形式であり、これによって保存量と対称性の関係や可積分性等の力学の構造を見通し良く理解することができるようになる。また、量子力学や統計力学を構築する上で不可欠な基礎を与えるものでもあり、現代物理学を理解する上で重要な役割を果たす。本講義では、理系１年で学ぶ力学の基礎知識をもとにして、その発展としての解析力学の理論形式や諸概念をじっくりと学ぶことを目標とする。 アインシュタインの原論文の精神に即した特殊相対性理論の基礎 アインシュタイン自身の原論文の精神に基づいて説明する。基本となる時間及び空間座標のローレンツ変換を詳しく導出し、そこからいかに時間と空間が融合した「時空」の概念が生ずるかを説明する。次に相対論の記述の要となる「テンソル」の概念を詳しく説明し、それを用いて相対論的な運動学を構築する。そして実際に相対論が威力を発揮する具体例を学び、それらの計算ができるようになることを一つの目標とする。また最後に、電磁気学の基本理論であるマックスウェル理論の相対論がいかにうまく具現化されているかを見る。また時間があれば、一般相対論の考え方と構造への入門的説明を行う。 量子論の基礎 分子や原子ぐらいのミクロな世界では、粒子の運動は Newton 力学ではなく量子力学によって記述される。また、ミクロな世界での電磁気力は Maxwell 方程式ではなく場の量子論によって記述される。ある時刻の粒子の位置と速度を同時に指定できないなど、量子力学では私たちの直感とは異なった方法で自然界を記述している。この授業では、量子力学において系の状態をどのように記述するのか、またその状態の時間発展をどのように記述するのかなどの量子論の基礎を説明する。 統計物理学 多数の気体分子を考えたとき，初期条件としての位置と運動量のようなミクロな状態とその時間発展規則としての運動方程式が与えられると，少なくとも古典力学の意味で，ミクロな状態の時々刻々の移り変わりは予言することはできるであろう．しかしながら，その気体分子の数がアボガドロ数のように非常に大きな数の場合に，運動方程式を解くことで有益な情報は得られるとは限らない．一方で，熱力学は，温度や圧力のように驚くほど少数の変数でマクロな世界の性質を記述することに成功している．このミクロな状態からマクロな熱力学的性質を議論する理論体系を与えているのが統計力学である．講義では，統計力学の基本的な考え方や概念を古典平衡統計力学の範囲で説明し，いくつかの適用例題(気体のボイルーシャルルの法則，強磁性の相転移現象，等)を解説する． 時間割コード 時間割コード 時間割コード 開講 授業科目名 開講 授業科目名 開講 開講 Ａ Ａ 解析力学 相対論 授業科目名 量子論 授業科目名 統計物理学 担当教員 加藤 光裕 担当教員 風間 洋一 担当教員 大川 祐司 担当教員 福島 孝治 所属 曜限 物理 所属 曜限 物理 所属 曜限 物理 所属 曜限 物理 月 5 金 2 火 2 水 5 対象 1年 文科 理科 2年 文科 理科 対象 1年 文科 理科 2年 文科 理科 対象 1年 文科 理科 2年 文科 理科 対象 1年 文科 理科 2年 文科 理科
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