目次

1 慣性系と古典力学

  1.1 慣性系とニュートンの運動の法則

  1.2 ガリレイ変換

  1.3 ニュートンの運動の第3法則と運動量保存則

  1.4 エネルギー

2 光とエーテル

  2.1 光行差

  2.2 マイケルソン-モーレーの実験

3 アインシュタインの仮説

  3.1 革命的提案

  3.2 光がつくる球面

4 時間の遅れ

  4.1 光時計

  4.2 時間の遅れの測定

  4.3 時間の遅れの証拠

5 距離

  5.1 横方向(運動に垂直な方向)の長さ

  5.2 縦方向(運動する方向)の長さの収縮

  5.3 縦向き光時計(相対運動の方向での光のふるまい)

6 同時性

  6.1 同時刻の相対性

  6.2 1つの基準系での時計の同期

  6.3 運動する観測者に生じる,2つの時計の同期化の問題点

  6.4 3つの規則(これまでのまとめ)

  6.5 私とあなたの「いま」は違う

7 パラドックス

  7.1 私から見てあなたの時計がゆっくり進むとき,あなたから見て私の時計がゆっくり進むことがありうるのか?

  7.2 あなたの物差しが私の物差しより短くなるとき,私の物差しがあなたの物差しより短くなることがありうるのだろうか?

  7.3 マジシャンの助手

  7.4 剛体:棒高跳び選手と納屋のパラドックス

  7.5 双子の「パラドックス」

8 ローレンツ変換

  8.1 ローレンツ変換の導出

  8.2 時間の遅れ,距離の収縮,先行する時計の遅れ

  8.3 速度変換

9 時空

  9.1 ミンコフスキー時空

  9.2 時間的間隔,ヌル的間隔,空間的間隔

10 運動量

  10.1 古典論における運動量

  10.2 相対論における運動量

  10.3 4次元時空での運動量

11 エネルギー

  11.1 エネルギーと慣性

  11.2 エネルギー運動量4元ベクトル

  11.3 例:粒子の崩壊

  11.4 エネルギーの単位

  11.5 光子

12 応用

  12.1 原子や分子の結合エネルギー

  12.2 原子核の結合エネルギー

  12.3 1個の粒子から2個の粒子への崩壊

  12.4 3粒子への崩壊

  12.5 パイ中間子の光子生成

  12.6 コンプトン散乱

  12.7 禁制反応

  12.8 光子ロケット

13 エネルギー運動量変換

  13.1 エネルギー運動量変換

  13.2 光行差と相対論的ドップラー効果

  13.3 高速で運動している宇宙船からの恒星の見え方

  13.4 閾値エネルギー

  13.5 衝突ビーム実験

14 重力

  14.1 等価原理

  14.2 時計の刻み方

  14.3 ハーフェル-キーティングの実験

  14.4 衛星の時計

  14.5 全地球測位システム(GPS)

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