1. |
授業の概要(ねらい)・ディプロマポリシーとの関連 |
|
星空をみあげていくつの星の名前を挙げることができるでしょうか。本講義は「星に興味を持っていて、星のいろいろなことについて知りたい。」と考えている学生に天文学の講義をおこないます。前半は、天文学発達の歴史を振り返り、星の座標を理解します。次に星の進化について学びます。後半は、ケプラーの法則とニュートンの万有引力の法則から、惑星あるいは人工衛星の軌道を計算し、軌道計算の初歩を学びます。人工衛星の軌道遷移(ホーマン軌道)、衛星同士のランデブーについてどうすれば最小の燃料で行えるのかを計算します。この授業ではDP2に関する知識、技法を修得します。
|
2. |
授業の到達目標 |
|
天文学で使われる座標と用語を理解し、天文学の基礎的な内容を説明できることをめざします。さらに、ケプラーの法則、万有引力の法則を学び、簡単な軌道計算ができるようになることを目標とします。相対性理論をもとにした現代の宇宙観についても学びます。
|
3. |
成績評価の方法および基準・フィードバック方法 |
|
天体について興味をもち、宇宙科学の基礎的な事項を学びます。簡単な軌道計算ができるようになることが目標です。評価は、演習課題(30%)と期末試験の評価(70%)をあわせて評価します。演習問題は解説をLMSにアップします。
|
4. |
教科書・参考書 |
|
LMSによる授業内容および参考資料の公開を行います
参考書
1.木下 宙 著 「天体と軌道の力学」 東京大学出版会
|
5. |
準備学修の内容・必要な時間 |
|
LMSに授業内容を公開しますので、予習と復習に利用してください。星に興味をもつ第一歩は、星を眺め、星座を覚えることです。最近はスマートフォンンの便利なアプリもありますので、大いに利用して、今見えている星がなんと言う星座の星か調べましょう。授業中に演習問題を指示しますので、レポートにまとめて提出してください(1.5時間)。宇宙論については、文庫本でもたくさんの本が出ています。一冊以上読破し、まとめましょう(1.5時間)。
|
6. |
その他履修上の注意事項 |
|
必要な図や表は授業中にプリントとして配布しますので、図をノートに切り貼りして、黒板に板書した内容を書き込んでください。後から見直して理解できるような自筆ノートを作成してください。
|
7. |
授業内容 |
|
【第1回】 | 宇宙についての導入:天文シミュレーションソフトウェアを使って過去、未来の様々な天体ショー | 【第2回】 | 星を記述する方法:宇宙の座標系と宇宙の単位について | 【第3回】 | 星の進化1:HR図について
(演習問題1:太陽に近い恒星について与えられたデータからHR図を作成する) | 【第4回】 | 星の進化2: 星のエネルギー源について | 【第5回】 | 星の進化3: 星の誕生から消滅まで | 【第6回】 | 惑星の軌道1: 楕円軌道について | 【第7回】 | 惑星の軌道2: ケプラーの法則について | 【第8回】 | 惑星の軌道3: ケプラーの法則から万有引力の法則へ
(演習問題2:海王星と冥王星の軌道についての作図) | 【第9回】 | 軌道計算1: 二体問題とは | 【第10回】 | 軌道計算2: 楕円運動の公式 | 【第11回】 | 軌道計算3: ケプラー方程式の解法 | 【第12回】 | 軌道計算4: 人工衛星の軌道、ホーマン軌道 | 【第13回】 | 軌道計算5: 人工衛星のランデブー
(演習問題3:人工衛星同士のランデブーに必要な速度変化) | 【第14回】 | 相対性理論の世界 | 【第15回】 | テスト、まとめ |
|