授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | | 解析力学で学んだラグランジアンやハミルトニアンによる手法を用いて、剛体の運動を理解すること。また、近代物理学の基礎となる特殊相対性理論に基づく運動について理解すること。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | | We will learn the movements of rigid body, using the Lagrangian and Hamiltonian techniques acquired in Analytical Mechanics. And we will learn about motion based on special relativity, which is the basis of modern physics. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | | 剛体の運動を理解するうえで重要となる角運動量や慣性テンソル等の概念を学ぶとともに使い方も習熟する。また、特殊相対性理論に基づく運動について理解するとともにテンソル記法を習熟する。 |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | | We will learn the concepts of angular momentum and inertia tensor, which are important for understanding the movement of a rigid body, and also master how to use them. And we will learn about the motion based on the special relativity and acquaint ourselves with the Tensor method. |
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授業の内容や構成
Course Content / Plan | | 物理学の歴史は常識に対する挑戦に満ちている。この授業では、はじめに空間の回転について、剛体の運動を通して理解する。剛体の運動を理解するうえで重要になる慣性テンソルや角運動量等の概念を学ぶ。次に時空の回転ともいうべきローレンツ変換を特殊相対性理論の発見当時議論されていた問題とともに説明する。その後に相対論的理論を記述する上で重要となるテンソル記法を習熟しつつ、特殊相対性理論の基礎を理解する。
授業計画
第１回：剛体の運動（角度と角速度）
第２回：剛体の運動（慣性テンソルと角運動量）
第３回：剛体の運動（オイラー角と運動エネルギー）
第４回：剛体の運動（対称コマの運動）
第５回：剛体の運動（座標系の回転）
第６回：特殊相対性理論（ニュートン力学とガリレイ変換と光速）
第７回：特殊相対性理論（ローレンツ変換）
第８回：特殊相対性理論（時空図とローレンツ収縮と時間の遅れ）
第９回：特殊相対性理論（速度の合成則と因果律）
第１０回：特殊相対性理論（ドップラー効果）
第１１回：特殊相対性理論（テンソル記法とローレンツ不変量）
第１２回：特殊相対性理論（固有時と４元速度ベクトル）
第１３回：特殊相対性理論（多粒子系の運動学）
第１４回：特殊相対性理論（相対論的ラグランジアン）
第１５回：特殊相対性理論（相対論的電磁気学） |
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履修条件
Course Prerequisites | | | 2020年度以降入学者。2019年度以前入学者で「解析力学Ⅱ」を単位修得していない学生は、「解析力学Ⅱ」を履修登録し、「力学特論」を受講し、単位認定されることにより「解析力学Ⅱ」として卒業単位として認められます。解析力学を履修していることを前提とする。未履修者は自習して講義に臨むことを希望する。この科目は、日本語で提供されます。（This class is taught in Japanese.） |
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関連する科目
Related Courses | | |
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成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria | | | 主に定期試験の成績による（８０％）。感想や質問を授業ごとにNUCTを通して提出することを課すがその提出状況も成績に加える（２０％）。全体で６０％以上を合格とする。 |
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不可(F)と欠席(W)の基準
Criteria for "Fail (F)" & "Absent (W)" grades | | | 履修を取り下げたものは欠席（W)。それ以外の合格点に達しなかったものは不可（F)。 |
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参考書
Reference Book | | ゴールドシュタイン、ポール、サーフコ著「古典力学上・下」（吉岡書店）
内山龍雄著「相対性理論」（岩波全書） |
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教科書・テキスト
Textbook | | | 特に指定しないが、主に参考書に挙げた2つの本をもとに授業を行う。（剛体はゴールドシュタイン、特殊相対性理論は、内山。） |
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課外学習等（授業時間外学習の指示）
Study Load(Self-directed Learning Outside Course Hours) | | | 力学特論演習にて問題を解き、レポートを提出すること。また、授業ごとに課す感想や質問を提出すること。 |
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注意事項
Notice for Students | | | 2019年度以前入学者は卒業単位として認定されません。ただし、「解析力学Ⅱ」を単位修得していない場合のみ2021年度から「解析力学Ⅱ」は開講しませんので、「力学特論」を受講し単位認定された場合は、「解析力学Ⅱ」の単位として認定されます。 |
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他学科聴講の可否
Propriety of Other department student's attendance | | |
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他学科聴講の条件
Conditions for Other department student's attendance | | |
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レベル
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キーワード
Keyword | | |
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履修の際のアドバイス
Advice | | |
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授業開講形態等
Lecture format, etc. | | | 基本的には対面授業とするが、状況によっては、遠隔授業、もしくはハイブリッドで行うことも有り得る。 |
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遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置
Additional measures for remote class (on-demand class) | | |
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