2025年夏 水曜日放送
◆ 第６回 世界一有名な式
● E=mc^2
・Eはエネルギー
・mは質量
・Cは光の速度
●エネルギー ものを動かしたり 熱や音を出したりできる能力
・1円玉（1g）のエネルギーは90兆J
およそ6300世帯の一般家庭1年分
● E=mc^2のm 質量とは？
・質量＝動かしにくさの度合い
・質量とエネルギー 姿は違うが本質的には同じもの
⇒質量はエネルギーに変換できる
●ウラン235
・核分裂 ウランなどの重い原子核が２つ以上の原子核に分裂
・核分裂時質量欠損が起きた。欠損した質量はエネルギーに変わったことがわかった。
・核融合 軽い原子核どうしがくっついて より重い原子核にかわる
・太陽が輝く理由は核融合
+———
◆ 第5回 時間がのびる？空間が曲がる？
・円柱の鏡登場
・アインシュタインの「人生で最も幸せなひらめき」
● 万有引力の法則
・アインシュタインは万有引力に疑問を持っていた。
引力はどんな速さで伝わるのか？
⇒重量とは時空の曲がりである。
●空間が曲がる？アインシュタインの思考実験
・自由落下、無重力状態
・加速度運動＝速度が変わる動き
・加速度運動で重力は打ち消すことができる
・加速度運動で重力を作り出すことができる
・加速度運動と重力による運動は見分けがつかない
・重力の効果は、狭い範囲では見えない
・重力の効果は、広い範囲では見える
・アインシュタインは、空間の曲がりで重力の正体を説明しようとした
・光も曲がった空間に沿って、曲がって進む。
⇒1919年の皆既日食時に確認された。
・2023年、ユークリッド宇宙望遠鏡で、アインシュタインリングが確認された
● 時間はどうなる？
・加速上昇するエレベーターの話
・GPSは1日に重力と速さの影響で38マイクロ秒早く進む
・重量や加速度運動する観測者を入れた相対性理論＝一般相対性理論
+———
◆ 第４回 月もりんごも落ちている？
●重力 ものが地面に落ちるときに働く力
・同じサイズの重いもの（鉄製の玉（4kg））と軽いもの（木製の玉（400g））を同時に落としたら どちらが先に落ちる？
⇒同時に落ちる。
・ガリレオ・ガリレイが実験し、確かめた。
（ピサの斜塔で実験したというのは弟子の嘘）
・ガリレオは思考実験で「重いものほど早く落ちる説」は間違っていると推測していた。
・アポロ15号は月面（真空に近い）でハンマー（1.32kg）とタカの羽（0.03kg）を落す実験をしている。⇒同時に落下
●引力 物体同士が互いに引き合う力
・ニュートンのリンゴの木の写真紹介
・致道説：コペルニクス、ティコ・ブラーエ、ケップラー、
・第一宇宙速度（秒速7.9kg)
・F（万有引力）＝G × Mｍ/ｒ^2
・万有引力の法則を土台に一般相対性理論が誕生
+———
◆ 第３回 タイムマシンは夢じゃない！？
●光時計（１秒間に上下１往復するものを番組で作成）
・超高速で動く電車で光時計を動かすと…
光時計と同じ電車に乗っている人から見ると、光点の異動は上下分だが、外から見た人は横移動分だけ長く見える。
⇒見る人の立場によって時間は変わる。（特殊相対性理論の肝）
⇒未来に行くことは可能
●過去へのタイムトラベルは可能？
・過去へのタイムトラベルは無理
●超高速で移動すると空間にも変化が！？
・同時の相対性
⇒（いまひとつ、よくわからない）
⇒速く動くものは縮んで見える
+———
◆第２回 光より速いものはない？
●高速を計ろう！
・最初に光速を測定しようとしたのは、ガリレオ・ガリレイ
・速さ＝距離÷時間
・ガリレオの実験の縮小版の説明・実験
二つの山の頂にライトを設置、手動で光を往復させ計測
結果）144km/h ⇒ 実験失敗
・フィゾーの実験の再現
光源と鏡の間に歯車を置き、光の反射の時間を計測
結果）30万km/s ⇒ 実験成功
●16歳の思考実験
・福田さん、手鏡に自分を写しながら歩く
もし光の速さで走ったら鏡に自分の顔は映るのか？
⇒アインシュタインは映ると予想、後に理論づけた
・マイケルソン・モーリーの実験
様々な位置で光速を計測したがどこでも同じだった
●「光の速さは一定」ということにしちゃおう！
・１＋１＝１
「光の速さは変わらない」に深く関係
・光速＋光速＝光速
・足し算と足”し算
・相対論的速度の加法則
vⅤ / ( 1 + ( vⅤ / c^２））
⇒光速不変の原理：（真空中の）光の速さは常に一定
+———
◆第１回 初めまして！アインシュタイン
●アインシュタインの革新的な理論
●1905年（26歳）に発表した５つの論文
・３月 光量子仮説
・５月 分子の大きさの決定法
・６月 特殊相対性理論
・９月 質量をエネルギー
・12月 ブラウン運動
●体感！相対性理論
・福田さん、自転車に乗る。小林さん、それを見る
⇒早く動くほど時間の進みが遅くなる
・Δt＝小林さんに流れていた時間（30秒）
・Δτ＝福田さんに流れていた時間
・Δt – Δτ = 0.0000000000000013秒
⇒移動する速さで流れる時間が異なる
・福田さん、踏み台（15cm）の上に立つ。
・Δt＝福田さんに流れていた時間
・Δτ＝小林さんに流れていた時間（1秒）
・Δt – Δτ = 0.000000000000000016秒
⇒重力によっても流れる時間が異なる
●思考実験にトライ！
・エレベーターのロープが切れたら中にいる人はどうなる？
⇒正解）エレベーターに足がついたまま 重力を感じない状態になる
・摩擦がなかったらどうなるか？（小柴昌俊）
⇒正解）白紙の答案用紙が正解
+———
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● E=mc^2
・Eはエネルギー
・mは質量
・Cは光の速度
●エネルギー ものを動かしたり 熱や音を出したりできる能力
・1円玉（1g）のエネルギーは90兆J
およそ6300世帯の一般家庭1年分
● E=mc^2のm 質量とは？
・質量＝動かしにくさの度合い
・質量とエネルギー 姿は違うが本質的には同じもの
⇒質量はエネルギーに変換できる
●ウラン235
・核分裂 ウランなどの重い原子核が２つ以上の原子核に分裂
・核分裂時質量欠損が起きた。欠損した質量はエネルギーに変わったことがわかった。
・核融合 軽い原子核どうしがくっついて より重い原子核にかわる
・太陽が輝く理由は核融合
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◆ 第5回 時間がのびる？空間が曲がる？
・円柱の鏡登場
・アインシュタインの「人生で最も幸せなひらめき」
● 万有引力の法則
・アインシュタインは万有引力に疑問を持っていた。
引力はどんな速さで伝わるのか？
⇒重量とは時空の曲がりである。
●空間が曲がる？アインシュタインの思考実験
・自由落下、無重力状態
・加速度運動＝速度が変わる動き
・加速度運動で重力は打ち消すことができる
・加速度運動で重力を作り出すことができる
・加速度運動と重力による運動は見分けがつかない
・重力の効果は、狭い範囲では見えない
・重力の効果は、広い範囲では見える
・アインシュタインは、空間の曲がりで重力の正体を説明しようとした
・光も曲がった空間に沿って、曲がって進む。
⇒1919年の皆既日食時に確認された。
・2023年、ユークリッド宇宙望遠鏡で、アインシュタインリングが確認された
● 時間はどうなる？
・加速上昇するエレベーターの話
・GPSは1日に重力と速さの影響で38マイクロ秒早く進む
・重量や加速度運動する観測者を入れた相対性理論＝一般相対性理論
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◆ 第４回 月もりんごも落ちている？
●重力 ものが地面に落ちるときに働く力
・同じサイズの重いもの（鉄製の玉（4kg））と軽いもの（木製の玉（400g））を同時に落としたら どちらが先に落ちる？
⇒同時に落ちる。
・ガリレオ・ガリレイが実験し、確かめた。
（ピサの斜塔で実験したというのは弟子の嘘）
・ガリレオは思考実験で「重いものほど早く落ちる説」は間違っていると推測していた。
・アポロ15号は月面（真空に近い）でハンマー（1.32kg）とタカの羽（0.03kg）を落す実験をしている。⇒同時に落下
●引力 物体同士が互いに引き合う力
・ニュートンのリンゴの木の写真紹介
・致道説：コペルニクス、ティコ・ブラーエ、ケップラー、
・第一宇宙速度（秒速7.9kg)
・F（万有引力）＝G × Mｍ/ｒ^2
・万有引力の法則を土台に一般相対性理論が誕生
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◆ 第３回 タイムマシンは夢じゃない！？
●光時計（１秒間に上下１往復するものを番組で作成）
・超高速で動く電車で光時計を動かすと…
光時計と同じ電車に乗っている人から見ると、光点の異動は上下分だが、外から見た人は横移動分だけ長く見える。
⇒見る人の立場によって時間は変わる。（特殊相対性理論の肝）
⇒未来に行くことは可能
●過去へのタイムトラベルは可能？
・過去へのタイムトラベルは無理
●超高速で移動すると空間にも変化が！？
・同時の相対性
⇒（いまひとつ、よくわからない）
⇒速く動くものは縮んで見える
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◆第２回 光より速いものはない？
●高速を計ろう！
・最初に光速を測定しようとしたのは、ガリレオ・ガリレイ
・速さ＝距離÷時間
・ガリレオの実験の縮小版の説明・実験
二つの山の頂にライトを設置、手動で光を往復させ計測
結果）144km/h ⇒ 実験失敗
・フィゾーの実験の再現
光源と鏡の間に歯車を置き、光の反射の時間を計測
結果）30万km/s ⇒ 実験成功
●16歳の思考実験
・福田さん、手鏡に自分を写しながら歩く
もし光の速さで走ったら鏡に自分の顔は映るのか？
⇒アインシュタインは映ると予想、後に理論づけた
・マイケルソン・モーリーの実験
様々な位置で光速を計測したがどこでも同じだった
●「光の速さは一定」ということにしちゃおう！
・１＋１＝１
「光の速さは変わらない」に深く関係
・光速＋光速＝光速
・足し算と足”し算
・相対論的速度の加法則
vⅤ / ( 1 + ( vⅤ / c^２））
⇒光速不変の原理：（真空中の）光の速さは常に一定
+———
◆第１回 初めまして！アインシュタイン
●アインシュタインの革新的な理論
●1905年（26歳）に発表した５つの論文
・３月 光量子仮説
・５月 分子の大きさの決定法
・６月 特殊相対性理論
・９月 質量をエネルギー
・12月 ブラウン運動
●体感！相対性理論
・福田さん、自転車に乗る。小林さん、それを見る
⇒早く動くほど時間の進みが遅くなる
・Δt＝小林さんに流れていた時間（30秒）
・Δτ＝福田さんに流れていた時間
・Δt – Δτ = 0.0000000000000013秒
⇒移動する速さで流れる時間が異なる
・福田さん、踏み台（15cm）の上に立つ。
・Δt＝福田さんに流れていた時間
・Δτ＝小林さんに流れていた時間（1秒）
・Δt – Δτ = 0.000000000000000016秒
⇒重力によっても流れる時間が異なる
●思考実験にトライ！
・エレベーターのロープが切れたら中にいる人はどうなる？
⇒正解）エレベーターに足がついたまま 重力を感じない状態になる
・摩擦がなかったらどうなるか？（小柴昌俊）
⇒正解）白紙の答案用紙が正解
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