第1章　特殊相対論（ガリレイの相対性原理／光の速さ／アインシュタインの相対性原理／ローレンツ変換／ローレンツ変換と時空の構造／速度の変換則／ドップラー効果／相対論的質点の力学／放射線，核分裂，核融合／素粒子）
第2章　一般相対論（等価原理／重力場における赤方偏移／重力による空間のゆがみ／星の進化／重力波）
第3章　量子論の形成と発展（光の粒子性／Bohr の原子模型／粒子の波動性／量子力学の成立／閉じこめられた粒子／角運動量とスピン／不確定性原理／トンネル効果／フェルミ粒子とボーズ粒子／ボーズ‐アインシュタイン凝縮）
第4章　量子論の新展開（量子の世界の観測と測定／波動関数の位相／超伝導／量子ホール効果／量子コンピュータ）