ナミ - 物理学 1

世界は「場」でできている！ 電磁場から量子場へーーマックスウェルの歯車模型という「電磁場」の姿。 量子の不思議な振る舞い＜生成と消滅＞を描く「ファインマン図」を手掛かりに見とおす「量子場」への発展。 そして、現代物理学の難題「重力場」について、アインシュタインの重力からその最新研究まで紹介します。 ……続きを見る

2022年のノーベル物理学賞「局所実在性の破れ」の実験に衝撃を受けた著者．それまで，量子力学を計算の道具としてしか使ってこなかったが，この衝撃をきっかけとして，その本質を深く考えはじめた．波動関数，不確定性原理，重ね合わせ，量子もつれ，ベルの不等式などなど，これ以上ないわかりやすさで解説した，量子力学……続きを見る

大きくイラスト化されたマクスウェル方程式からスタートし、電磁気学の基礎と全体像が自然に学べる、ユニークな入門書。4つの法則の意味と本質が一目でわかる斬新な〈拡張表示〉や豊富な図と例題で、ベクトル解析から〈場〉の考え方まで深くていねいに解説。電磁気学が「なんとなくわかる」から「わかって使える」ように……続きを見る

統計物理が扱う原子・分子の多体系と動的モンテカルロ法などの統計的推論の技法がいったいどのように結びつくのだろうか。遺伝情報の解析を例として物理学のイメージと技法が統計的推論に役立つさまを具体的に紹介する。統計学や統計物理の知識を前提とせずに、最小限の数式で統計物理とベイズ統計のこころを語る画期的な……続きを見る

カーリングの石が曲がるのはなぜか。滑り台は大人の方が速く滑る？ 鏡の世界が左右反対に見える理由。こんな身近な謎から、時間の流れ、そして私たち自身の存在まで、巨大な装置がなくても個人で挑戦できる謎解きがある。「不思議だな」という気づきを出発点に、思い込みから自由になり、のびのびと知的ゲームを楽しもう……続きを見る

フュージョンエネルギーという言葉をご存じでしょうか。フュージョンエネルギーとは、太陽の輝きの源と同じ水素の核融合反応で、太陽エネルギーを地上で実現する技術として、近い将来私たちの生活を支えるカーボンフリーで安全なエネルギー源と考えられています。 本書では、フュージョンエネルギーの開発の歴史や仕組み……続きを見る

薄青く目に映る遠方の山並み、青い空を赤く染める夕焼け、時々刻々と形を変える雲。これら日々なにげなく目にする美しい風景は、光と視覚の共同作業によって創り出されている。本書ではその基礎にある光と微粒子の物理を解説し、光を受けて風景として認識する人の視覚についても考察する。宇宙物理学者が語る風景学への招……続きを見る

統計物理学の礎を築いたルートヴィヒ・ボルツマン(一八四四ー一九〇六)。その思考には、現代の宇宙論、AI開発にさえ影響を与える広がりと深さがある。一九世紀末、気体分子の運動に確率計算を取り入れ、統計的方法にもとづく力学理論を打ち立てた一連の研究は、本書によって集大成された。(全二冊)。 　凡　例 〔第1部〕……続きを見る

一九世紀半ば、気体は自由に飛び回る分子からなるとの想定のもと、気体運動論の発展が始まった。気体は熱力学に支配され、気体を構成する分子は力学に支配される。本書においてボルツマンは、熱力学と力学とを互いに関係づけるものとして気体運動論を展開する。下巻では、統計力学の理論的な基礎づけも試みられる。続きを見る

水や空気はどのように流れるのか。その運動をいかに制御するか。流体力学は自然現象の理解から、飛行機などの産業的応用まで幅広い場面や目的と関わっている。粘性、渦、乱流、レイノルズ数、不安定性といった重要な概念を高校数学レベルで解説。物理的なアイデアに焦点をあてて、現代的な視点で書かれた本格的入門書。 ……続きを見る

物理入門コースについて はじめに 1 連続体の力学 2 弦と膜の力学 2-1 張力 2-2 弦の運動方程式 2-3 弦の振動──ダランベールの解 2-4 単色波，固有振動 2-5 運動量とエネルギーの流れ 2-6 反射，透過，減衰 2-7 膜の弾性エネルギー 2-8 2次元の波動 3 完全流体の運動 3-1 流体にはたらく力 3-2 流れの記述 ……続きを見る

コウモリが超音波を発して跳ね返ってくる波から障害物を察知するように、光や音などの波が伝播する際に物質によって散らされる現象がある。この散乱現象の解析のために構築されたラックスーフィリップス理論を紹介する。波動方程式に対する散乱問題を定式化し、波が有界な物体によって散らされる場合の問題を中心に解説す……続きを見る

幾何学的側面を強調した、解析力学あるいはハミルトン方程式の教科書。座標変換は微分方程式を解くための有効な方法であるが、微分形式とはさまざまな演算が座標変換で不変であるように工夫された概念である。これを縦横に使うことにより、ハミルトン方程式の座標不変な性質を調べる。『電磁場とベクトル解析』の続編。続きを見る

100年以上前、カマリング・オネスによる電気抵抗の消失が発見され、超伝導の基礎理論といわれるBCS理論が提出されてから既に70年近くが経過している。1980年代後半に入って銅酸化物系の高温超伝導物質が発見され、その超伝導現象の研究が始まって以後、超伝導の物理では様々な新分野が開拓され続けている。 本書では、電……続きを見る

近所の道をのんびり散歩する気分で、身のまわりの見慣れた物事を見つめ直してみよう。そこには思いもよらない発見がたくさん潜んでいる。議論好きな七人の物理仲間が「ロゲルギスト」の名前で発表した科学エッセイから名作を精選。旺盛な探究心、面白がりな好奇心あふれる一六篇を収録する。 　はじめにーーロゲルギスト……続きを見る

花火の軌跡や工事現場のくい打ち，ジェットコースター，ふうせん，水飲み鳥，楽器，虹，蜃気楼・・・など身のまわりの現象を物理法則を使って理解． 高校から大学初年度レベルの物理学を問題形式で学ぶシリーズ． 第1巻では力学，熱力学，波動を扱う．必要な数学も丁寧に補足． 全3巻． 【主な目次】 第1章　力学を中心……続きを見る

力学は基礎的であるからこそ奥が深い。力やエネルギーといった基礎概念を使いこなすためには、問題を自ら解くことが不可欠である。法則や公式を要約した「解説」、計算力を養う「例題」、理解が深まる「問題」をこなすことで、確かな力が身につく。全問に詳しい解答つき。学びはじめに最適な演習シリーズの新装版。 物理……続きを見る

物質の多彩な性質を解明する統計力学は、古典力学や電磁気学などとは異なる独特の考え方や方法をもつ。本書は、理想気体から強磁性体に至るまで、豊富な具体例と適切な演習問題によってこの考え方と方法とが無理なく身につくよう工夫を凝らした。平衡系の統計力学の全体をバランスの良い記述で初学者に提示した定番教科書。続きを見る

目で見たり、手で触れたりできない電磁場を理解するには体験を積み重ねることが重要であり、問題を解くことは電磁気学に参加する体験ともいえる。法則や公式を要約した「解説」、計算力を養う「例題」、理解が深まる「問題」をこなすことで、確かな力が身につく。学びはじめに最適な演習シリーズの新装版。 物理を学ぶ人……続きを見る

物質中の電磁場はどのような法則に従い、電磁場の作用を受けた物質はどのような性質を示すか。微視的な物質構造から出発し、巨視的な電磁気現象をいかに記述するかに力点をおき、丁寧に解説する。とくに巨視的な電磁場と微視的な電磁場との関係を整理し、磁場Hと磁束密度Bの意味を明快に示す。物性研究者の視点を生かして……続きを見る

本書は，有限要素法で電磁界シミュレーションを行う際に必要とされる，検証方法や手順などの知識をまとめた書籍です。 まず，電磁界の物理的性質およびマイクロ波やアンテナ工学の基礎知識を説明し，次に最低限の数式を用いて，有限要素法による電磁界シミュレーションの原理を説明します。続いて，電磁界シミュレータCOM……続きを見る

物理学は数少ない基本法則から構成され、それらの基本法則がいろいろな現象を統一的に数学で記述する。大学の物理課程に登場する順序に数学を並べ直し、基本的な知識、ベクトルと行列、常微分方程式、ベクトルの微分とベクトル微分演算子、多重積分・線積分・面積分と積分定理、フーリエ級数とフーリエ積分、偏微分方程式……続きを見る

ある種の金属中には強いクーロン反発力のため非常に動きにくく「重い」電子が存在する。そして、その種の物質の中には、磁性と超伝導性がからみあう種々の興味深い性質をしめすものがある。量子力学を知らない読者にもわかるように、その基礎から研究の広がりまでを、数式に頼ることなく直観的に説明した平易な入門書。続きを見る

物理学で素粒子・宇宙と双璧を成す物性物理。その広範な領域の中で、あまり見向きされないながらも魅力あふれる研究を、高校生にもわかるように噛み砕きながら紹介していき、物性物理の面白さを解き明かしていく。今後、AIが最先端の研究をやっていくだろう時代、趣味としての「論文鑑賞」という態度も提示する。イジング……続きを見る

知られざるファインマンの名講義を再現。ニュートンの『プリンキピア』にならい、三角形の合同・相似の関係だけを使って、惑星の運動・万有引力の法則を説明する。その迫力と魅力を十分味わうために、著者らが徹底的に噛み砕いて補足説明を加えた。またファインマンと著者らの個人的なエピソードを含む回想がとても印象深……続きを見る

福島の原発事故後、撒き散らされた放射性物質の問題はすべての人が避けて通れないものとなった。不確かな情報があふれるなか、自分で物事を判断するためには、原子核と原子力についてのきちんとした知識は必須だ。駿台予備学校での講演にもとづく歴史読み物風の筆致で、基礎からていねいに解説する物理学の入門書。 　は……続きを見る

特殊相対性理論の提唱後、アインシュタイン(一八七九ー一九五五)は、自然法則の時空的記述について、より一般的な枠組みを与えるべく思考を重ねた。本書は、彼が一般相対性理論を着想し、その定式化を完了するまでに発表した論文のうち六篇を精選する。思索の流れ、試行錯誤、困難を克服する鍵となったアイデアが浮き彫り……続きを見る

波動現象は音や光として身近にあり、インターネットなどに利用されてもいる。波を深く知ることは工学的に価値があるだけでなく、自然の洞察を深めるのにも意義深い。甚大な被害をもたらす地震の防御を考えるのにも必須だ。本書は力学の考え方を基礎に波の理解を目指す。楽器や津波など具体的な問題をとりあげて説明を進め……続きを見る

状態量の変化の間に成り立つ関係によって熱現象を表す熱力学、微視的性質から巨視的性質を説明する統計力学について、基礎から量子論が関わる問題まで取り上げる。法則や公式を要約した「解説」、計算力を養う「例題」、理解が深まる「問題」をこなすことで、確かな力が身につく。学びはじめに最適な演習シリーズの新装版……続きを見る