相対論(2005年)講義録

2005年度前期の琉球大学理学部物質地球科学科の講義「相対論」の講義録です。１回の講義（火曜日3限）ごとにその日の内容をまとめて夜に更新します。

　赤字で書かれているのは授業中などに追加したコメントなどです。緑字は学生からの質問など。その日の授業の最後には感想や質問（場合によっては小テストを兼ねる）を書いてもらいますが、その内容およびそれに対する解答を各日の講義録の最後につけます。

　去年（2004年）の講義録はこちらにあります。

第１回 2005.4.19
　第１章はじめにーなぜ相対論が必要なのか？
　　1.1 「相対論的」考え方
　　1.2 電磁気学での「絶対空間」

第２回 2005.4.26
　　補足：マックスウェル方程式
　第２章ガリレイ変換と運動方程式
　　2.1 座標系と次元
　　2.2 １次元空間の座標変換
　　2.3 速度、加速度のガリレイ変換と運動方程式の不変性

第３回 2005.5.10
　　2.4 「慣性系」の定義
　　2.5 絶対空間に対するマッハの批判
　第３章　２次元、３次元の座標変換
　　3.1 ２次元の直線座標の間の変換

第４回 2005.5.17
　　3.2　テンソルを使った表現
　　3.3 運動方程式を不変にする３次元の座標変換
　第４章　電磁気学の相対性

　　4.1 電磁波は静止できるのか？

第５回 2005.5.24
　　4.2 電磁誘導の疑問
　　4.3 マックスウェル方程式をガリレイ変換すると？
　　4.4 エーテル-絶対静止系の存在
　　4.5 ヘルツの方程式の実験との比較

第６回 2005.5.31
　第５章　光速度不変とローレンツ短縮
　　5.1 マイケルソン・モーレーの実験
　　5.2 ローレンツ短縮
　　5.3 現代における光速度不変
　　5.4 光の伝搬とガリレイ変換

第７回 2005.6.7
　第６章　光速度不変から導かれること-ローレンツ変換
　　6.1 同時の相対性

第８回 2005.6.14
　　6.2 ウラシマ効果

第９回 2005.6.21
(ちょっとテキストとは順番を変えて授業)
　第８章　ローレンツ変換と４次元時空
　　8.1 ローレンツ変換を数式で導出
（で、ここでまた元に戻って）
　　6.3 (新しい意味の)ローレンツ短縮

第10回 2005.6.28
　第７章　ローレンツ変換と物理現象
　　7.1速度の合成則
　　7.2 フィゾーの実験の解釈
　　7.3 相対論的因果律
　　7.4 ドップラー効果

第11回 2005.7.5
　　8.2 行列およびテンソル式で書くローレンツ変換
　　8.3 一般的方向へのローレンツ変換
　第９章　ミンコフスキー空間
　　9.1 ４次元の内積

第12回 2005.7.12
　　9.1 ４次元の内積（続き）
　　9.2 世界線の長さと固有時
　　9.3 ４元ベクトルの前に：３次元ベクトルの回転の復習
　　9.4 ４元ベクトル
　第10章相対論的力学
　　10.1 ニュートン力学を相対論的に再構成する

第13回 2005.7.19
　　10.2 ４元速度
　　10.3 ４元加速度、４元運動量と４元力
　　10.4 質量の増大？

第14回 2005.7.26
　　10.5 運動量・エネルギーの保存則
　　10.6 質量とエネルギーが等価なこと

試験問題 2005.8.2

今期のテキストのPDF版（一部、今年やってない部分も含む）（↓の、2010年度版の方がおすすめです）

2010年度のテキストのPDF版（改良されてます）