学部専門教育 
理学
2009
地球内部物理学
日置 幸介(北海道大学理学研究院)
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学部専門教育 地球内部物理学(2009)

教員
日置 幸介(北海道大学理学研究院)
概要

固体地球の物質的および物性的な層構造、運動、熱的状態等を物理学的に理解し、かつそれらの観測手段について概観します。また月惑星との比較を通じてそれらの理解を深めます。

<関連講義>
地球惑星状態物理学1(2005)

講義資料
  講義ノート

‡ これらの資料は制限資料です。

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タグ
対象
3~4年生  理学部 地球科学科
単位等
講義,2単位
キーワード
地球物理学 測地学 惑星科学 重力 潮汐 内部構造 月 地磁気 地球回転 ジオイド 宇宙測地技術
シラバス

<授業の目標>
固体地球の物質的および物性的な層構造、運動、熱的状態等を物理学的に理解し、かつそれらの観測手段について概観する。また月惑星との比較を通じてそれらの理解を深める。

 

<到達目標>
古典力学と現代固体地球物理学の橋渡しを行う。地球の近似を質点、剛体、弾性体、粘弾性体と次第に現実に近づけてゆき、公転、自転、潮汐変形、マントル対流などの現象を物理学的に理解する。また地球の形、重力場、磁場、それらの進化と現在における変化、それらの計測手法について学ぶ。さらに、これらの学習を通じてグローバルな視点から地球の姿を物理学的に把握する。また、月惑星での同様な学習を通じて比較惑星学的な視点も身につける。

 

<授業計画>
(1) 質点としての地球:公転、ケプラー運動
(2) 剛体としての地球:地球惑星の慣性モーメントと自転
(3) 極運動の力学:力学的扁平率、チャンドラー運動
(4) 地球の回転速度変動:地球ー月系、角運動量保存
(5) 流体としての地球:地球と惑星の形、静水圧平衡
(6) 弾性体としての地球:地球潮汐、ラブ数、ロシュ半径
(7) 重力:球関数を用いたポテンシャル論
(8) 現実的な地球:地球の弾性と粘性、マントル対流とリソスフェア
(9) 固体地球における振動と波動
(10) 地磁気:ダイナモと主磁場

 

<準備学習(予習・復習)等の内容と分量>
講義時間中にその内容を理解することを目指す。

 

<成績評価の基準と方法>
局地的、地域的な視点でなく一つの惑星としての地球の物理学的な姿の理解度を試験や出席、レポート等から総合評価する。

 

<教科書>
手製の教科書(pdf file)をウェブで公開している
http://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~heki/pdf/state_phys.pdf

 

<講義指定図書>
地球が丸いって本当ですか? / 大久保修平・里村幹夫・日置幸介・飛田幹男 : 朝日新聞社, 2004

備考
学生による動画紹介レビュー

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