<理工共通>現代物理の基礎

理工学部 - 物質生命理工学科

SCT60300

コース情報

担当教員: 小田切 丈

単位数: 2

年度: 2024

学期: 秋学期

曜限: 金5

形式: 対面授業

レベル: 100

アクティブラーニング: なし

他学部履修:

評価方法

出席状況

10%

リアクションペーパー

20%

定期試験

定期試験期間中

35%

中間試験

授業期間中

35%

詳細情報

概要

相対性理論と量子力学は現代社会において欠くことのできない現代物理の2大柱である。古典力学,古典電磁気学という呼称は現代物理学に対しての「古典」であり,諸君が学んできたこれらに対し,現代物理学ではおおきな思考の転換が求められる。本講義では,これらの基礎を学修する。数式で表現される物理法則の概念,それらが導出された背景などについても理解を深める。各トピックスは考え方の理解に重点をおき,他の専門科目で扱う高度な内容に対する導入的な内容である。講義中心に進め,毎回演習の時間を設ける。 科学・技術の諸問題を解決するため,学生が共通に履修すべき講義として,自然科学における基礎的な能力を修得する(理工学部カリキュラムポリシー1)。

目標

科学・技術のさらなる発展へ貢献できる人材育成を目的とし(理工学部ディプロマポリシー),現代科学技術を支える自然科学分野の基礎を学修することを目標とする。

授業外の学習

内容を復習し,計算練習を行うこと.また計算できるだけでなく,その意味の理解に努めること. 【予習】(所要時間:各回30分程度) 前の週の内容を中心としてこれまでの授業内容を概観し,授業全体の流れを把握する。前回のリアぺ内容は授業冒頭で解説するので,復習しておく。 【復習】(所要時間:各回160分程度) 授業中に示した数式は自分で紙と鉛筆で導出を行う。授業中に示した演習問題の復習,あるいは,参考書の演習問題を通し復習を行う。

所要時間: 所要時間各回190分程度

スケジュール

  1. 光は波である(※以下は予定であり,授業の進捗状況により各テーマの内容は変更することがありうる)
  2. ガリレイ変換とローレンツ変換
  3. 次元時空,時間の遅れ
  4. 次元時空,ローレンツ収縮
  5. ドップラーシフト,共変性
  6. ミンコフスキー空間
  7. 中間試験
  8. 光は粒子である
  9. 物質波,シュレディンガー方程式,コペンハーゲン解釈
  10. 一次元問題
  11. 不確定性原理
  12. 角運動量とスピン
  13. パウリの排他原理,同種粒子
  14. 量子もつれ

教科書

とくに指定はないが,参考書としてあげた書籍は適当な内容である.

    参考書

    • 現代物理学

      著者: 長岡洋介

      出版社: 東京教学社

    • 解説・演習はじめての現代物理学

      著者: 田中 孝康

      出版社: 共立出版

    • 現代物理学とは何か

      著者: 和田 正信

      出版社: 裳華房

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