授業概要
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特殊相対性理論について復習した後、等価原理に基づいて「曲がった時空」を導入する。テンソルの基礎を学び、Newton の万有引力を一般化する`guess’ として一般相対論を導入する。一般相対性理論の予言と、その観測的検証に関して説明する。特に電磁気学との対比を通して、一般相対性理論の特徴を明らかにする。
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First, special relativistic theory is reviewed. Second, principle of equivalence and that of general relativity are presented. After that tensor algebra is introduced. Riemann space is also introduced. Third, Einstein equation is derived with use of the equation of Newton. Some applications of general relativity are shown.
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キーワード
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授業形態 (項目)
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授業形態 (内容)
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使用する教材等
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履修条件等
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力学I,II」、「電磁気学I,II」、および「特殊相対論と電気力学」を履修し、単位修得していることを前提とする。
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履修に必要な知識・能力
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"かなり丁寧な式の導出がひつようであり、そのようなテキストを作成した。 また、一般相対性理論では長い解析的な計算を行なう。常に自分で実際に計算を行ない、正確に計算できるように練習する必要がある。"
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到達目標
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No
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観点
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詳細
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1.
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A:知識・理解
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2.
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B:専門的技能
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3.
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C:汎用的技能
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4.
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D:態度・志向性
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授業計画
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No
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進度・内容・行動目標
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講義
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演習・その他
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授業時間外学習
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1.
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○特殊相対性理論の復習 第1回 一般相対論の基礎
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◯
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2.
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○一般相対性原理と等価原理 ・4元テンソル 第2-3回
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◯
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3.
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・4元テンソル 第2-3回 ・質点の運動等定式 第3-4回
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◯
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4.
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・4元テンソル 第2-3回 ・質点の運動等定式 第3-4回
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◯
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5.
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・ベクトルの平行移動と共変微分 第5-6回
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◯
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6.
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・ベクトルの平行移動と共変微分 第5-6回
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◯
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7.
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・リーマンテンソル 第7-8回
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◯
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8.
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・リーマンテンソル 第7-8回
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◯
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9.
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重力場の方程式 第9-10回
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◯
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10.
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重力場の方程式 第9-10回
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◯
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11.
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変分原理による重力場の方程式 第11-12回
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◯
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12.
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変分原理による重力場の方程式 第11-12回
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◯
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13.
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・重力波 第13回
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◯
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14.
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・シュバルシルトと時空 第14-15回"
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◯
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15.
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・シュバルシルトと時空 第14-15回"
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◯
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授業以外での学習にあたって
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テキスト
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「相対論の世界」著者 橋本正章・荒井賢三 裳華房 ISBN 978-4-7853-2245-8
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参考書
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「相対性理論」 【物理テキストシリーズ8】著者 内山 龍雄 岩波書店 「一般相対性理論」 物理学選書 15 著者 内山 龍雄 裳華房"
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授業資料
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成績評価
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評価方法・観点
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観点No.1
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観点No.2
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観点No.3
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観点No.4
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観点No.5
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観点No.6
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観点No.7
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観点No.8
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備考(欠格条件・割合)
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◎
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◎
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◯
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◎
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成績評価基準に関わる補足事項
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ルーブリック
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学習相談
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添付ファイル
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授業担当者の実務経験有無
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授業担当者の実務経験内容
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その他
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一般相対性理論理工系学生の重要な教養と考えられる。GPSでは相対論的補正が不可欠である。宇宙物理学では多くの観測が一般相対論と結びついている。実際に重力波が観測された。これらのことを念頭にして聞いてほしい。
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更新日付
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2017-03-16 23:24:21.608
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