<理工共通>解析力学

理工学部 - 機能創造理工学科

SCT66700

コース情報

担当教員: 後藤 貴行

単位数: 2

年度: 2024

学期: 春学期

曜限: 木1

形式: 対面授業

レベル: 200

アクティブラーニング: なし

他学部履修: 不可

評価方法

リアクションペーパー

40%

定期試験

定期試験期間中

60%

その他

リアクションペーパー,レポートはMoodleに提出すること。 試験結果が良好な者は,リアクションペーパーの可否に関わらず高判定とする。

0%

詳細情報

概要

ニュートン力学には,たった一つの原理がすべての物体の運動を予言するという美しさがある。しかし,ニュートンの運動方程式とはまったく異なる「最小作用の原理」からスタートして,よりエレガントに力学を構築することができる。 講義では,変分法や,ラグランジュ方程式,ハミルトニアンなど,将来,量子力学・統計力学と共に,超伝導や,半導体デバイス,新材料開発,レーザーなどを学ぶ際の基礎となる概念を出来るだけ多く取り上げる。 カリキュラムポリシーとの関連は,学生が共通に履修すべき講義中心の理工学部共通科目Ⅰ群,Ⅱ群により,科学・技術の諸問題を幅広いおよび国際的視野から解決する基礎的な能力を修得させる。その上で,演習や実験科目を多く取り入れた学科コア科目により専門的な能力を身につけさせ,さらに専門性の高い講義科目から編成されている専門科目により独創的な研究を推進できる能力を修得させる。

目標

五つのキーワード,1.ラグランジアン,2.オイラーラグランジュ方程式,3.ハミルトニアン,4.正準方程式,5.位相空間を,理解し,量子力学と統計力学の学習へスムースに移行できる能力を養う。 機能創造理工学科のディプロマポリシーに沿って,これにのっとったカリキュラムを実施する。具体的には,自然科学分野などの理工学の基礎を学ぶことにより,科学・技術の諸問題に対応する幅広い能力。物理学を体系的に学ぶことにより,新たな物理的価値観の獲得や機能の創造に貢献する能力を醸成することである。

授業外の学習

口頭で伝えた簡単な問題,および,指定参考書で各自学習を進める。教員に直接質問することも奨励される。

所要時間: 190分

スケジュール

  1. ラグランジュの未定定数法と変分法
  2. 最小作用の原理
  3. 対称性と保存量
  4. パリティ対称性の破れ
  5. ラグランジアンとオイラーラグランジュ方程式
  6. 複数の質点の運動から弦の振動へ
  7. 非調和振動とハーモニクス
  8. ハミルトニアンとハミルトンの正準方程式
  9. 電磁場中における荷電粒子のハミルトニアン
  10. 磁気モーメントの歳差運動と回転座標系,ラーモアの定理
  11. 正準変換
  12. 作用変数と断熱不変量
  13. 位相空間とリウビルの定理
  14. 統計力学と量子力学へ向けて,まとめの自由課題など

教科書

Moodleで公開する。

    参考書

    • 量子力学を学ぶための解析力学入門

      著者: 高橋 康

      出版社: 講談社; 増補第2版

    • 解析力学

      著者: 宮下清二

      出版社: 裳華房

    • 一般力学30講 (物理学30講シリーズ)

      著者: 戸田 盛和

      出版社: 朝倉書店

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