科学技術の進歩

1年

2026年度後期

2.00単位

G-NS-131L

白石　希典

単独

物理科学入門

(授業の目的)
科学技術の進展の歴史を概観して我々の日常を科学技術がどう支えているのかを知り、未来の世界の姿を考える能力を養うことが、この授業の目的です。

(受講生の到達目標)
科学技術史の変遷と現代社会の科学技術的側面を説明できる。

自然科学の研究は、夜空に見える星の動きや世界の成り立ちを考える天文学研究から始まり、やがて物体の運動を記述するニュートン力学の誕生につながりました。それをもとに、電気や磁石の力の理論である電磁気学、原子・原子核・素粒子の構造やそれらに働く力の理論である量子力学、時空と重力の理論であるアインシュタインの相対論などの研究が進展し、その成果が実社会へ還元されることにより現代社会の利便さや豊かさがもたらされました。今後は宇宙への進出活動もますます活発になるでしょう。
この授業では、この一連の流れと、特にニュートン力学成立以後の科学技術全盛時代における研究史を詳しく辿ることによって、我々の日常の科学的側面を学び、未来の世界の姿を考えます。議論したり関連問題を解く時間を設け、受講生が理解を深められるようにします。

(授業計画)
第01回 [天文学] BC3000年からAD1500年までの自然科学
第02回 [天文学] コペルニクスからニュートンまでの自然科学
第03回 [電磁気学] 電荷と電場と電気力 / 静電気
第04回 [電磁気学] 電流と磁場と磁気力 / 電熱器 / 加速器とがん治療
第05回 [電磁気学] 光の波動性 / 黒体放射 / 電磁波
第06回 [量子力学] 原子の構造 / 光電効果 / 光の粒子性
第07回 [量子力学] 電子の波動性 / 波動関数 / 不確定性原理
第08回 [量子力学] 水素原子のエネルギー準位と電子配置
第09回 [量子力学] 原子・金属・半導体のエネルギー準位と電子配置 / 原子核の構造
第10回 [量子力学] 核エネルギー / 核分裂・融合 / 原子力発電
第11回 [量子力学] 原子核崩壊 / 放射線 / 素粒子 / 4つの力
第12回 [特殊相対論] 時空の相対性 / タイムトラベル
第13回 [一般相対論] 時空の歪みと重力 / ブラックホール / 重力波 / GPS
第14回 [宇宙工学] ロケットと宇宙旅行
第15回 学習事項のまとめ

(授業の方法)
教員がスライドを用いて毎回の学習内容を解説していきます。
議論したり関連問題を解いたりしながら授業が進んでいきますので、授業中の発言や質問は歓迎します。

(テキスト)
配布するスライド

(参考書)
「基礎物理学」 原康夫著 学術図書出版社 ISBN: 978-4-7806-1042-0

(事前学修)
毎回の授業開始までに、テキスト(配布スライド)や参考書(上記のものや、高校の教科書、大学図書館にある本など)の授業内容に該当する部分を一読してみて下さい。

(事後学修)
新聞・テレビ・インターネットなどで報道され興味を持った科学関連のニュースについて、その詳細を調べたり原理を考察してみて下さい。

(成績評価の方法)
レポート(100%)

(成績評価の基準)
科学技術史の変遷と現代社会の科学技術的側面を説明できている。

前期に開講される「物理科学入門」を履修していると、理解や感動が数段深まるかと思います。
質問などは授業中や授業終了直後に受け付けます。

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