よくわかる相対性理論の基本

～図と数式で読み解く理論の基礎

水崎　拓著秀和システム ISBN4-7980-1114-2 (2005年7月第１版第１刷)

価格：1890円(消費税込み) ページ数： 264

高校数学の基礎的な事項が解れば、特殊相対性理論は解ります。

図解入門よくわかる相対性理論の基本

相対性理論とは[超概略]
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章だて

　第１章　光速度不変の衝撃～光から逃げても光速は変わらない

　第２章　光速度不変が予言する驚きの世界

　第３章　時空図（ローレンツ変換）で説明する様々な現象

　第４章　質量はエネルギーだ

　第５章　超光速粒子タキオンは存在するか

　第６章　絶対なるもの

特徴

・図解入門ですので、図を１５０枚以上描きました。感覚的にも分かりやすくなっていると思います。

・高校数学のみを使用し、特殊相対性理論を中心に図解しました。

・アインシュタインにまつわるエピソードもコラムにしました。

・本書は、論理の筋を追ってきっちりと説明する謎解きです。事実の羅列ではありません。

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「図解入門よくわかる相対性理論の基本」内容一部ご紹介

以下、工事中です。

第１章　光速度不変の衝撃～光から逃げても光速は変わらない

1-1 光は波だ！

1-2 光の媒質を探す実験─マイケルソン・モーレーの実験

    コラム水銀のプールに岩石の台座を浮かべたマイケルソンとモーレー

1-3 学会を揺るがした実験結果

1-4 反証不能!?─最強仮説地球収縮

    コラムマイケルソン-モーレーの実験と干渉縞

1-5 地球収縮仮説、敗れたり！

    コラム葬り去られたエーテル仮説

1-6 光速度不変ってホントに可能？

第１章内容の一部のご紹介
マイケルソン-モーレーの実験
ローレンツ収縮仮説とその運命
光速度不変の原理は果たして変なのか

第２章光速度不変が予言する驚きの世界

2-1 相対性理論の基本的仮定

    コラムアインシュタインと神

2-2 同時刻って宇宙で共通？

2-3 運動する物体は縮む(1)

2-4 運動する物体は縮む(2)

    コラム直観を重んじたアインシュタイン

2-5 互いに縮むのは矛盾？

2-6 運動する時計の遅れ

2-7 互いに相手の時計が遅れる

    コラムいつの世でも論争になる相対性理論

2-8 時計が遅れることの簡単な説明法─光時計の思考実験

2-9 光時計が遅れるとぜんまい時計も遅れるの？

    コラム束縛と強制を嫌ったアインシュタイン

2-10 運動する時計は実際に遅れて見えるの？

2-11 可能になるアンドロメダ旅行

2-12 瞬時の情報伝達は可能？

2-13 絶対に変形しないものは存在するの？

2-14 光のドップラー効果

第２章内容の一部のご紹介

・運動する時計の遅れ(光時計の遅れ) New

・同時刻の相対性の不思議(↓)

図2.12.1 スケートリンクを滑る棒
スケートリンク上を棒が滑ってきて、その各部分が氷に打ち込まれた杭に同時に衝突して静止したとします。この衝突の様子は、スケートリンクに対して静止している観測者にとっては、上の図のようになります。

図2.12.4 同時刻の相対性によると、棒が曲がりながら衝突してしまう

相対性理論[スケートリンクの棒２]
特殊相対性理論では、同時刻が相対的なものであるために、
スケートリンク上を左に亜光速で疾走するウルトラスケーターにとっては、
上の図のように、棒の各部分の衝突および静止は同時に起こりません。
その事実によると、左から折れ曲がるように杭に密着していくことになります。
では、棒が氷のように固い棒だったら果たしてどうなるのでしょうか。
観測者によって、ふたつに折れるか折れないかが変わってしまうのでしょうか。
（相対性理論は間違っていると言っているのではないので。念のため。）

図2.12.4 同時刻の相対性によると、棒が曲がりながら衝突してしまう
特殊相対性理論では、同時刻が相対的なものであるために、スケートリンク上を左に亜光速で疾走するウルトラスケーターにとっては、上の図のように、棒の各部分の衝突および静止は同時に起こりません。その事実によると、左から折れ曲がるように杭に密着していくことになります。では、棒が氷のように固い棒だったら果たしてどうなるのでしょうか。観測者によって、ふたつに折れるか折れないかが変わってしまうのでしょうか。（相対性理論は間違っていると言っているのではないので。念のため。）