内容紹介
「研究者になるわけではないが，特殊相対論を理解したい」人、そして「可能であれば、簡単な問題や状況を定量的にも扱いたい」と考える人に最適な教科書。 長年にわたり「非専門家」の学生を対象に相対論の教育をしてきた著者が、その講義の中で明確化された「特殊相対論を身につけるコツ」を示す。高校レベルの数学のうちの簡単な内容と、新しい概念を受け入れる「柔軟な思考力」があれば、特殊相対論が確実に身につく。
目次
１ 慣性系と古典力学
１．１ 慣性系と古典力学
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 マイケルソンーモーレーの実験
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も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 速度返還
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次元空間での運動量
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粒子の崩壊
12．５ パイ中間子の光子合成
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―-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 ハーフェルー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）
付録Ａ ２項展開近似
付録Ｂ 光の球の「パラドックス」
付録Ｃ 運動している物体の見え方
付録Ｄ 双子のパラドックス再考
付録Ｅ 宇宙における「上限速度」
付録Ｆ 相対論的質量と相対論的力
付録Ｇ 究極の相対論的宇宙飛行
付録Ｈ ３種の原子核崩壊、太陽の核融合、核分裂
付録Ｉ 代表的素粒子の物理量
付録Ｊ 特殊相対論と電磁気学
▼ 補足資料
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