(物質・生命) 時間割コード 50721 Ａ 時間割コード 50967 Ａ 時間割コード 51080 時間割コード 50211 総合科目 E 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。 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 開講 授業科目名 開講 授業科目名 開講 Ａ 開講 Ａ 解析力学 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。 量子論とは何か：その源泉と現代物理への流れ 本講義では、量子論の幕開けから現代の量子物理学・量子情報科学に至る道筋を概観し、相対性理論と共に現代物理学を支える量子力学が構成された歴史的背景と、その基本的な構成と物理的な意義について、自然なかたちで理解することを目標にしている。古代からの伝統的な自然観に基づいて構成された１９世紀の古典物理学では何が問題となったのか、そしてこれを解決するために、どのような過程を経て２０世紀初めに量子力学が構成されることになったのか、さらにそれから百年を経た２１世紀の今日に至るまでにどのような発展があったのかについて、時代を追って説明を行う。これらの講義を通して量子物理学とは何かを知り、その基礎と根柢にある革新的な自然観をできるだけ正確に習得できるようにしたい。 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，いくつかの適用例を通じて、ミクロとマクロをつなぐ方法論とその意義を解説する．特に、相転移の統計力学では、ミクロには同じ構成要素でありながら、マクロには全く異なる熱力学的性質を示す相転移現象の捉え方を楽しみたい。 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 菊川 芳夫 担当教員 風間 洋一 担当教員 筒井 泉 担当教員 福島 孝治 所属 曜限 物理 木 1 所属 曜限 物理 金 2 所属 曜限 物理 金 5 所属 曜限 物理 月 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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