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一般物理学 〜一歩先に進みたい人へ〜
General Physics for ambitious students who want to step up into advanced physics

在庫マーク

京都大学名誉教授 理博 佐藤文隆・
甲南大学教授 理博 須佐 元 共著

A5判/338頁/定価4104円(本体3800円+税8%)/2010年8月発行
ISBN 978-4-7853-2827-6   C3042

 理工系大学の初学年で学ぶ初等物理学は,専門分野につながる基礎として大学1年次に課せられる科目であるが,各専門分野の物理的原理をきちんと理解するためには,講義時間の制約とともに低学年向けに配慮されたこの科目だけでカバーするのは難しいものがある.
 そこで本書は,単純に「初等」の次の「高等」ではなく,初等物理学と専門科目の間にある大きなギャップを埋めることを目的に,各分野のつながりを意識して物理学全般を解説した.
 初等物理学を学んだ上でさらに一歩先に進みたいという意欲をもつ人,大学院への進学を目指す人にぜひお薦めしたい.


サポート情報

章末問題詳解 (pdfファイル)
正誤表 (pdfファイル)

目次 (章タイトル)  → 詳細目次

I.粒子と連続体の力学
 1.力学と解析力学
 2.連続体の力学と波動
II. 電磁場の力学
 3.静電場
 4.静磁場
 5.変動する電磁場
 6.特殊相対性理論と電磁気学
III. 多体系の統計力学
 7.統計熱力学
 8.物性と原子の物理

詳細目次

はじめに (pdfファイル)

I.粒子と連続体の力学

1.力学と解析力学
 1.1 運動方程式
  1.1.1 座標・スカラー・ベクトル
  1.1.2 ニュートン力学の3法則
  1.1.3 エネルギーとラグランジュ関数
 1.2 多粒子系
  1.2.1 重心
  1.2.2 角運動量
 1.3 慣性系と回転系
  1.3.1 回転座標系
  1.3.2 ガリレオの相対性原理
 1.4 力学変数と一般化座標
  1.4.1 拘束運動・衝突・剛体と弾性体
  1.4.2 力学変数 − 一般化座標−
 1.5 抗力と仮想仕事
  1.5.1 拘束条件と抗力
  1.5.2 仮想仕事とダランベールの原理
 1.6 ラグランジュ形式とハミルトン形式
  1.6.1 一般化座標によるラグランジュ形式の力学
  1.6.2 正準形式での力学
 1.7 中心力問題
  1.7.1 2体問題
  1.7.2 自由運動(Vr)=0)の場合
  1.7.3 Vr)=−A/r の場合
  1.7.4 太陽系
  1.7.5 ルンゲ‐レンツのベクトル
 1.8 摩擦・衝突・力積
 1.9 剛体
  1.9.1 剛体の慣性能率
  1.9.2 剛体の運動方程式
  1.9.3 オイラーの方程式
  1.9.4 一般の支点
 1.10 対称性と保存則
  1.10.1 空間対称性と運動量保存
  1.10.2 時間対称性とエネルギー保存
  1.10.3 循環座標と有効ポテンシャル
 章末問題

2.連続体の力学と波動
 2.1 弾性体
  2.1.1 伸びと縮み −垂直応力−
  2.1.2 梁の曲がり
  2.1.3 体積弾性とずれ弾性
  2.1.4 連続体の中の波動
  2.1.5 結合振動子と波動方程式
 2.2 振動と波動
  2.2.1 単振動
  2.2.2 減衰振動と強制振動
  2.2.3 共鳴
  2.2.4 干渉 −うなり・モアレ・定在波−
  2.2.5 スペクトル
  2.2.6 波束
  2.2.7 回折
  2.2.8 二重スリット干渉
 2.3 流体
  2.3.1 ベルヌーイの定理
  2.3.2 粘性
  2.3.3 雨粒の落下
  2.3.4 音の伝播
  2.3.5 渦と乱流
  2.3.6 揚力
 章末問題

II. 電磁場の力学

3.静電場
 3.1 電荷
  3.1.1 物質と原子・原子核・電子
  3.1.2 電荷の保存と電流
  3.1.3 SI単位系
 3.2 電荷のつくる電場
  3.2.1 クーロン力と電場
  3.2.2 スカラーポテンシャルの概念と保存力
  3.2.3 遠くから見た複雑な電荷分布のつくる電場の近似法 −多重極展開−
 3.3 クーロン力から静電場の方程式へ
  3.3.1 ガウスの法則
  3.3.2 静電場の基礎方程式
 3.4 物質中の電場とエネルギー
  3.4.1 物質中の電場の取り扱い方 −誘電体と導体−
  3.4.2 コンデンサーと電気容量
  3.4.3 コンデンサーに蓄えられるエネルギー
  3.4.4 電場のエネルギー
 3.5 静電場とポアソン方程式
  3.5.1 ポアソン方程式と境界条件
  3.5.2 静電場の解法1 −変数分離−
  3.5.3 静電場の解法2 −数値計算−
 章末問題
 ポテンシャルを数値的に求めるプログラム

4.静磁場
 4.1 電流と磁場
  4.1.1 磁場を生み出す電流
  4.1.2 ローレンツ力
  4.1.3 ラーモア運動(サイクロトロン運動) 
 4.2 ビオ‐サバールの法則から静磁場の方程式へ
  4.2.1 アンペールの法則
  4.2.2 ベクトルポテンシャルと静磁場の方程式
 4.3 磁気モーメントと多重極展開
  4.3.1 磁場の多重極展開
  4.3.2 一様磁場中の磁気双極子モーメントにはたらく力
 4.4 物質中の磁場
  4.4.1 磁性体
  4.4.2 物質中の磁場の取り扱い方
  4.4.3 磁性体を含む領域での静磁場の解
 章末問題

5.変動する電磁場
 5.1 電磁誘導
  5.1.1 ファラデーの法則
  5.1.2 インダクタンス
  5.1.3 磁場のエネルギー
 5.2 電気回路
  5.2.1 電気抵抗とジュール熱
  5.2.2 キルヒホッフの法則
  5.2.3 過渡現象
  5.2.4 交流回路
 5.3 電磁波
  5.3.1 マクスウェル方程式
  5.3.2 電磁波
  5.3.3 電磁波の反射・透過
  5.3.4 電磁波の屈折
  5.3.5 プラズマ中の電磁波の伝播
  5.3.6 ポテンシャルによる記述とゲージ自由度
 章末問題

6.特殊相対性理論と電磁気学
 6.1 時間と空間の概念
  6.1.1 時間という概念と観測者
  6.1.2 光の速さの普遍性と新たな座標変換
  6.1.3 絶対的同時性の破綻
  6.1.4 ローレンツ変換
  6.1.5 速度の合成
  6.1.6 世界間隔と不変双曲線
  6.1.7 時間の伸びと長さの短縮
  6.1.8 パラドックス
 6.2 相対論的力学
  6.2.1 相対性原理と数学的準備
  6.2.2 運動量保存則とエネルギー保存則
  6.2.3 粒子の運動方程式と光の速さの壁
  6.2.4 光のドップラー効果と光行差
 6.3 電磁気学とローレンツ変換
  6.3.1 スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルの変換性
  6.3.2 マクスウェル方程式のテンソル形式での記述
  6.3.3 観測者によって現れたり消えたりする電場
  6.3.4 一般相対性理論への序章
 章末問題

III. 多体系の統計力学

7.統計熱力学
 7.1 理想気体
  7.1.1 状態方程式
  7.1.2 分子の集団としての気体
 7.2 アヴォガドロ数
  7.2.1 アヴォガドロ数の測定法
  7.2.2 ブラウン運動とボルツマン定数
 7.3 熱的状態の変化
  7.3.1 熱力学の第1法則と第2法則
  7.3.2 等積過程と等圧過程
  7.3.3 拡散とエントロピー
  7.3.4 比熱
  7.3.5 カルノー・エンジン
  7.3.6 さまざまな熱力学関数
 7.4 統計力学
  7.4.1 状態数とエントロピー
  7.4.2 カノニカル分布と揺らぎ
  7.4.3 理想気体の速度分布とエントロピー
  7.4.4 等分配と比熱
 7.5 熱現象の法則と情報の科学
  7.5.1 運動法則と情報の法則
  7.5.2 情報と確率
 章末問題

8.物性と原子の物理
 8.1 相平衡
 8.2 反応平衡
 8.3 磁性
 8.4 ゴム弾性
 8.5 輸送現象 −拡散・粘性・熱伝導−
 8.6 原子と原子核
 8.7 原子と光子の量子論
 8.8 原子模型
 8.9 電気伝導と固体中の電子
 8.10 レーザー
 8.11 ミクロのサイズ −SI単位系・ナノテクノロジー −
 章末問題

章末問題解答 (→ 章末問題詳解
索引

著作者紹介

佐藤 文隆
さとう ふみたか 
1938年 山形県出身.京都大学理学部卒業,京都大学大学院博士課程満期退学.京都大学助手・助教授・教授,同大基礎物理学研究所所長,甲南大学教授などを歴任.専門は宇宙物理学.主な著書に『宇宙物理学』『一般相対性理論』(以上 共著,岩波書店),『アインシュタインの反乱と量子コンピュータ』(京都大学学術出版会)などがある.

須佐 元
すさ はじめ 
1970年 和歌山県出身.京都大学理学部卒業,京都大学大学院博士課程修了.筑波大学助手,立教大学専任講師・助教授,甲南大学准教授を経て現職.専門は宇宙物理,数値流体,輻射流体.

(情報は初版刊行時のものから一部修正しています)


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