開講区分 専攻科目 区分 教員 授業科目名 地学II 開講期 前期 講義題目 天文学 曜日時限 木3 担当教官名 福江 純 講義概要 天文学と呼ばれる科学の一部門について、何を観測し、如何に解析し、何故かを識ることを直接的な目的とした概論を行う。また間接的・併設的な目標としては、 科学知識体系:知識と使い方、 科学的方法論:3段階論、 科学の最先端:ブラックホールの素顔、 科学表現論:マルチメディアコンテンツ、 科学と哲学:ここはどこ? わたしはだれ? お気楽極楽科楽:いかに科学を楽しむか、 などについても、触れていきたい。 授業計画 1 宇宙の表現representations 1・1 数学的な表現 1・2 物理的な表現 1・3 天文学的な表現 2 宇宙の現代像modern views 2・1 宇宙誌1:天体の種類と階層構造 2・2 宇宙誌2:天体の誕生と宇宙の歴史 2・3 太陽系最前線:太陽系の構造と形成 2・4 恒星の世界:星の種類と進化 2・5 銀河の領域:銀河の分類と形成 2・6 活動天体:降着円盤の活動と宇宙ジェット 2・7 時空の構造:ブラックホールのシルエットと重力レンズ 2・8 宇宙の変転:ビッグバンと宇宙の膨張、そして未来 2・9 青い惑星:地球の誕生、地球システム、第二の地球 2・10 宇宙と生命 3 観測量と推定量observables and derivables 1 天体の位置を決める 2 地球の大きさと月の大きさを測る 3 小惑星の動きを調べる 4 惑星の自転速度、連星の公転速度、ジェットの速度 5 一等星の明るさ 6 赤色巨星の色と温度 7 超新星のエネルギー 8 ブラックホールの重さを量る 9 星間雲の密度 10 銀河・星までの距離を求める 11 太陽の寿命と地球の年齢 12 人間と星の組成 13 見えないものを測る 講義の方法・評価方法等 マルチメディアコンテンツを利用しつつ、講義を進めていく。また適宜、演習を課すことがあるので、関数電卓を持参のこと。成績は、期末試験と小テストなどで評価する。 テキスト なし 参考文献 横尾武夫他『新・宇宙を解く』恒星社厚生閣 参考文献 粟野他『宇宙スペクトル博物館<可視光編>天空からの虹色の便り』裳華房 開講区分 専攻科目 区分 教員 授業科目名 天文学T 開講期 前期 講義題目 宇宙物理学 曜日時限 木4 担当教官名 福江 純 講義概要(授業の目的・内容) “天体は静かで悠久不変である”というのが従来の支配的な考え方だった。しかし、森羅万象は移り変わっていくのが世の定め。この無限の宇宙の表象も常に流転し続けているのだ。とりわけ、最近の研究では、そのような激しい天体活動が注目を浴びている。 本講義では、現代の宇宙物理学を学ぶための第一歩として、重力の基本的性質、天体の形状の考察、光情報の種類と解析など、宇宙を取り扱う方法について紹介する。また時間が許せば、新しい活動的な天体現象について、マルチメディアのコンテンツなどを使って概観したい。 授業計画 T 宇宙の力学 1 重力(『解く』) 2 地上の力学 3 スペースコロニーの力学 4 天体のまわりの力学 5 惑星の力学(『解く』) 6 連星の力学(『解く』) 7 星団の力学(『解く』) 8 銀河の力学(『解く』) 9 銀河団の力学(『解く』) 10宇宙の力学 U 天体の形と流れ 1 静水圧平衡と状態方程式 2 地球大気の構造 3 スペースコロニーの大気 4 太陽大気の構造 5 降着円盤の鉛直構造 6 回転星の大気 7 連星の形状 8 降着トーラスの構造 9 星の内部構造 10 銀河円盤の鉛直構造 V 天体からの光 1 電磁波スペクトル 2 輻射場の基礎 3 黒体輻射のスペクトル 4 熱制動放射 5 シンクロトロン放射 6 逆コンプトン散乱 7 原子スペクトル 8 分子スペクトル 9 中性水素 21 cm 線 10 電子・陽電子対消滅線 講義の方法・評価方法等 プリントを配って、その重点を説明し、適宜、演習を課す(関数電卓を持参のこと)。成績は、演習課題の提出・レポートなどで評価をする。 テキスト なし 参考文献 横尾武夫他『新・宇宙を解く』恒星社厚生閣 参考文献 柴田一成他『活動する宇宙』裳華房 開講区分 専攻科目 区分 教員 授業科目名 天文学U 開講期 前期 講義題目 宇宙物理学 曜日時限 金2 担当教官名 福江 純 講義概要(授業の目的・内容) 本講義では、以下のテーマについて、年替わりメニューでお送りしている。 (1)「星の構造と進化」:現代天体物理学の基礎である<星>について、重力不安定による形成、水素核融合による安定した主系列星時代、そして白色矮星・中性子星・ブラックホールにいたる進化を解説する。 (2)「活動銀河とブラックホール」:クェーサーをはじめとする活動的な銀河を題材にしつつ、観測技術や輻射過程など、現代天文学の基礎的概念と最先端の描像を記述する。授業中に配布するプリントには数式がテンコ盛りだが、できるだけ図や言葉を通して物理的な概念を説明したい。 (3)「降着円盤と宇宙ジェット」:最近の研究では、激しい天体活動の背後に「降着円盤」と呼ばれる天体が存在していることがわかってきだ。現代天文学で解明されつつある活動的な天体現象について述べる。 授業計画 (宇宙流体力学) T 粒子と流体 U ガス天体の構造 V 回転の効果 W ダイナミクス X 自己重力ガス球 (星の構造と進化) 0 はじめに 星とは T 星の形成−主系列星まで U 星の構造−主系列星 V 星の進化−巨星への道 W 星の終末−コンパクト星 X 星の復活−終末星の活動 (活動銀河とブラックホール) T 活動銀河とは U 観測 V 理論 W 観測的証拠:出力 X ふたたび:活動銀河とは −宇宙観の変革 (降着円盤と宇宙ジェット) T 天体活動 U 太陽活動 V 銀河活動 W 降着円盤 X 宇宙ジェット 講義の方法・評価方法等 プリントを配って、その重点を説明し、適宜、演習を課す(関数電卓を持参のこと)。成績は、演習課題の提出・レポートなどで評価をする。 テキスト なし 参考文献 横尾武夫他『新・宇宙を解く』恒星社厚生閣 参考文献 柴田一成他『活動する宇宙』裳華房 開講場所区分 教員養成課程 授業科目名 地学構造論T 開講区分 専攻科目 講義題目 活動する宇宙 開講期 前期 担当教官名 福江 純 月曜日 4時限 講義概要(授業の目的・内容) “天体は静かで悠久不変である”というのが従来の支配的な考え方だった。しかし、真の姿は違う。森羅万象は移り変わっていくのが世の定め。この無限の宇宙の表象も常に流転し続けているのだ。とりわけ、最近の研究では、そのような激しい天体活動の背後に「降着円盤」と呼ばれる天体が存在していることがわかってきだ。本講義では、現代天文学で解明されつつある活動的な天体現象について述べる。 授業計画 T 天体活動 U 太陽活動 V 銀河活動 W 降着円盤 X 宇宙ジェット 講義の方法・評価方法等 プリントを配って、その重点を説明し、適宜、演習を課す(関数電卓を持参のこと)。成績は、演習課題の提出・フリーディスカッション・レポートなどで評価をする。 テキスト なし 参考文献 柴田一成他『活動する宇宙』裳華房 理科教育内容学 地学分野では、マルチメディアコンテンツを利用しながら、 (1)ここはどこ、わたしはだれ−自然界における自分の位置付け (2)ものごとを観るということ−自然界の中の光と色 (3),(4),(5)受講者による模擬講義および最新宇宙像の紹介 (6)どこからきて、どこへいくのか−地球誌と地球システム などを予定している。