専共通 現代物理学 1年・前期・選択・学修2単位
担当教員 原 嘉昭 連絡先 
講義の概要 前半は、電荷、光、エネルギーの量子化の考え方や、原子の構造について人類がどのように知り得たのかを学ぶ。後半はアインシュタインの提唱した相対性理論の概要を学ぶ。
到達目標 1.電荷、光、エネルギーの量子化の考え方がどのように発見されたのかを理解する。
2.原子の構造をどのように知り得たのか理解する。
3.相対性理論について基礎的な考え方を理解する。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 1.電荷、光、エネルギーの量子化
 電子の比電荷
電子の発見、トムソンの実験、ミリカンの実験を理解する。  
第2週  黒体輻射 ステファン−ボルツマンの法則、レイリージーンズの式、プランクの法則を理解する。  
第3週  光電効果 光電効果、光子、コンプトン効果を理解する。  
第4週 2.有核原子
 ラザフォードの有核原子模型
ラザフォード散乱、有核原子を理解する。  
第5週  ボーアの水素原子モデル 原子スペクトル、ボーアの水素原子モデルを理解する。  
第6週  X線スペクトル 特性X線、オージェ電子を理解する。  
第7週 (中間試験)  
第8週 3.相対性理論
 光の速度
ガリレイの相対性原理、光の速度、マイケルソン−モーレーの実験を理解する。  
第9週  アインシュタインの仮説 アインシュタインの仮説、事象と観測者、同時刻の相対性を理解する。  
第10週  ローレンツ変換 ローレンツ変換、相対論的速度の合成、時空図を理解する。  
第11週  時間の遅れと長さの縮み 時間の遅れ、長さの縮み、ミュー粒子崩壊、時空間隔を理解する。  
第12週  相対論的運動量とエネルギー 相対論的運動量、相対論的エネルギー、運動量とエネルギーのローレンツ変換を理解する。  
第13週  質量とエネルギーの変換 質量とエネルギーの変換、結合エネルギー、不変質量を理解する。  
第14週  一般相対性理論 等価原理、一般相対性理論による予測を理解する。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 Aに対応 達成項目専攻科イ)に対応 JABEE
認定基準
(A-1),(c)に対応
教科書・参考書 教科書:適宜プリントを使用する。
参考書:Modern Physics by Paul A. Tipler and Ralph A. Llewellyn, W. H. Freeman and Company
評価方法及び合格基準 成績の評価は、定期試験の成績80%、宿題の成績20%で算出し、合計の成績が60点以上の者を合格とする。
学生への
メッセージ
プランクやアインシュタインによって20世紀に誕生した新しい物理学の魅力に触れてみましょう。講義の内容についての演習問題や、予習として英文の教科書を要約する宿題が毎回あります。