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ライブラリ 物理学グラフィック講義 6

「グラフィック講義相対論の基礎」

和田純夫(前東京大学講師) 著

定価:2,106円(本体1,950円+税)
発行:サイエンス社
発行日:2012-12-10
ISBN 978-4-7819-1311-7 / A5判/200頁


<内容詳細>
アインシュタインの創始した相対論について,簡単な話で頭をならしながら,やさしく丁寧に解説.単に式を学ぶだけでなく,それが具体的に何を意味しているのかを理解することにも重点を置いた.

<目次>
第1章 光速度不変性と新しい時空観
  1.1 運動をみる基準
  1.2 慣性の法則(運動の第1法則)
  1.3 速度の合成則と運動の第2法則
  1.4 電磁波の理論
  1.5 基準によって時間が違う
  1.6 同時性の破れ
  1.7 時空図
  1.8 同時性の破れと時空図
  1.9 時空の座標系
  1.10 時計と時刻
  1.11 過去と未来
  1.12 因果関係とタイムトンネル
  章末問題

第2章 ローレンツ変換と新しい速度の合成則
  2.1 電車の上方向に向けて発した光
  2.2 時間の遅れ
  2.3 双子のパラドックス
  2.4 長さの縮み(ローレンツ短縮)
  2.5 車とガレージのパラドックス
  2.6 座標軸の目盛り
  2.7 ローレンツ変換
  2.8 新しい速度の合成則
  2.9 距離と固有時間
  2.10 固有時間の物理的意味
  章末問題

第3章 新しい運動量・新しいエネルギー
  3.1 運動量保存則
  3.2 運動量の修正
  3.3 動いている物体は「重くなる」
  3.4 質量と内部エネルギー
  3.5 質量エネルギー
  3.6 質量の変化
  3.7 核反応
  3.8 太陽のエネルギー源
  3.9 エネルギーと運動量の関係
  3.10 エネルギーが質量を運ぶ
  章末問題

第4章 相対論的な力学・相対論的な電磁気学
  4.1 ベクトル
  4.2 ベクトルの共変性
  4.3 時空ベクトル=4元ベクトル
  4.4 4元運動量ベクトル
  4.5 相対論的運動方程式
  4.6 電場と磁場
  4.7 アインシュタインの疑問
  4.8 磁気力の方向
  4.9 磁場を表す行列
  4.10 テンソルの変換
  4.11 4元電磁気力
  章末問題

第5章 等価原理から一般相対論へ
  5.1 加速と重力の等価原理
  5.2 加速している系での時間の遅れ
  5.3 重力による時間の遅れ
  5.4 重力ポテンシャルと赤方偏移
  5.5 加速度をもつ基準の座標系
  5.6 重力がある時空の座標系
  5.7 球面と最短経路
  5.8 平面での極座標
  5.9 時空での「最長」経路
  5.10 加速系での測地線
  5.11 重力の幾何学化
  5.12 アインシュタイン方程式
  章末問題

第6章 一般相対論の成果
  6.1 ニュートンの理論との関係
  6.2 シュワルツシルトの解
  6.3 一般相対論の2つの検証
  6.4 r方向への動き
  6.5 事象の地平線とブラックホール
  6.6 エディントン-フィンケルシュタイン座標系
  6.7 ブラックホールの形成
  6.8 ハッブルの法則
  6.9 宇宙のスケール因子
  6.10 膨張する宇宙
  6.11 開いた宇宙・閉じた宇宙
  6.12 膨張は続くのか
  章末問題

付録A ユークリッド空間と擬ユークリッド空間
  1. 2次元のユークリッド空間(平面)
  2. 2次元の擬ユークリッド空間(2次元時空)

付録B マクスウェル方程式の相対論的な形

付録C 加速系の座標

応用問題解答

索引