物理学図鑑

詳細目次

物理学は難しい？‐原理から考えればさほど難しくはない

第1章　力　学
1-1　物理＝数学？～空間、時間、座標系～
1-2　飛んでいる矢は止まっている？～ゼノンのパラドックス～
1-3　目に見えない作用～力～
1-4　力が働いていなければ運動は変化しない～ニュートンの運動の第1法則（慣性の法則）～
1-5　どんな行動にも、必ずそれと等しい反対の反応がある～ニュートンの運動の第3法則（作用反作用の法則）～
1-6　空間と物体は不可分～ニュートンの運動の第2法則（運動の法則）～
1-7　時間は一様に流れる～質量保存の法則～
1-8　空間は一様に広がる～運動量保存の法則～
1-9　空間は等方的に広がる～角運動量保存の法則～
1-10 神様のチェスのルール～力学的エネルギー保存の法則～
1-11 星空から物理の基本法則が見えてくる～ケプラーの法則～
1-12 リンゴと月の共通点～万有引力の法則～
1-13 見かけの力は真の力ではない～慣性力～

第2章　振動と波動
2-1　波をとらえる～波の性質～
2-2　縦か横か～波の種類～
2-3　わいわいがやがや話ができる理由～重ね合わせの原理～
2-4　ギターは共鳴する～弦の振動、ハーモニクス～
2-5　振り子とばねは同じ現象～振動の力学～
2-6　波は強め合い、そして、弱め合う～波の干渉～
2-7　波はカゲに回りこめる～波の回折～
2-8　ドレミは振動数と関係がある～音の高低と音速～
2-9　近づいてくる救急車やパトカーはやたらせわしない～音のドップラー効果～
2-10 震源がすぐに割り出せる理由～マグニチュードと震度～

第3章　光　学
3-1　光を追い求める～光学とは～
3-2　光は波なのか、粒なのか～波長と振動数、光速度～
3-3　白は七色から出づる～光の色とスペクトル～
3-4　光はまっすぐに進む～光の直進・反射・屈折～
3-5　光は直進するが、回りこむ～光の干渉、回折、分散～
3-6　青空と夕焼けの理由～光の散乱～
3-7　光の屈折や分散によって生じる大気の美～蜃気楼と虹～
3-8　メガネは光学機器～プリズムとレンズ～
3-9　七色のスペクトルは幻？～光の三原色と色の三原色～
3-10 近づくと青、遠ざかると赤～光のドップラー効果～
3-11 波なのか粒なのか～光の正体～

第4章　電磁気学
4-1　電気と磁石の密な関係～電磁気学とは～
4-2　静かなる電気の力～静電場に関するクーロンの法則～
4-3　動かない磁気の力～静磁場に関するクーロンの法則～
4-4　電場は電荷の位置エネルギー～電位と静電ポテンシャルエネルギー～
4-5　電流が電力？電力が電流？？～電流と電力～
4-6　タコ足配線はとっても危険～オームの法則～
4-7　モーターよ、なにゆえに動く～アンペールの法則～
4-8　現状維持が発電のしくみ～ファラデーの電磁誘導の法則～
4-9　電磁気を司る4本の式～マクスウェル方程式～
4-10 光の正体は電磁波～電磁波と光～

第5章　熱力学・統計力学
5-1　統計de 熱の運動を理解する～熱力学と統計力学～
5-2　温めますか？の3つの方法～熱伝導・熱対流・熱放射～
5-3　熱は「もの」か「エネルギー」か～熱の正体～
5-4　混ぜたすぐの温度は計測不能～熱力学の第0法則～
5-5　熱はどうやって測る？～熱量、熱容量、比熱～
5-6　仕事、熱量、エネルギーは三位一体！～熱力学の第1法則～
5-7　秘めたエネルギーと熱～理想気体の状態方程式～
5-8　勝手に散らかる部屋～熱力学の第2法則～
5-9　熱を力に変える～熱機関とカルノーサイクル～
5-10 温度には「絶対」がある～熱力学の第3法則～
5-11 熱は統計で考える～マクスウェル‐ボルツマン分布～
5-12 熱力学からブラックホールが見えてくる～ブラックホールの熱力学?

第6章　流体力学
6-1　変幻自在の物理学～流体力学とは～
6-2　丸いほうがつぶされにくい～パスカルの原理～
6-3　出る杭は打たれる物理法則～静水圧平衡～
6-4　流量は一定～連続の式～
6-5　流体のポイントは圧力～流体の運動方程式～
6-6　流体は勝手につり合う～流体のエネルギー式～
6-7　落差と流れの関係～ベルヌーイの定理～
6-8　流れはどうして紊れる～レイノルズ数～
6-9　流体と波の関係～線形波と星震学～
6-10 くずれず、ばらけず～孤立波（ソリトン）～
6-11 ソニックブームは非線形～衝撃波～
6-12 太陽の表面は不安定～対流と不安定性～
6-13 天気予報に絶対はない～複雑系とカオス～

第7章　特殊相対性理論
7-1　光はいつもマイペース～光速度不変の原理～
7-2　誰もが自分の空間と時間を生きている～慣性系と固有時間～
7-3　光時計で時をきざんで♪～時間の遅れとローレンツ因子～
7-4　空間も変貌する～ローレンツ‐フィッツジェラルド短縮～
7-5　ミューオンが見る世界～相対性理論の無矛盾な体系～
7-6　4 次元時空は表現できちゃう！～ミンコフスキーダイアグラム～
7-7　宇宙旅行で若さは保てるか？～ウラシマ効果～
7-8　運動する光源からの光は赤くなる～光のドップラー効果～
7-9　運動する光源からの光は方向まで変わる～光行差～
7-10 形のないエネルギーと形のある物質の等価交換～アインシュタインの式～

第8章　一般相対性理論
8-1　落下中は自分の重さを感じない～等価原理～
8-2　感じていない系と感じている系～非慣性系と固有時間～
8-3　重力場の中で走り続ける赤の女王～時間の遅れと遅延関数～
8-4　カーナビって一般相対性理論的？～時間の遅れの実証～
8-5　まっすぐじゃなくちゃいけませんか？～非ユークリッド空間～
8-6　光線が曲がる不可思議～埋め込みダイアグラム～
8-7　時を旅する～重力場タイムマシン～
8-8　重力場に交われば光も赤くなる～重力赤方偏移～
8-9　「あらゆる可能な経路」をたどり最短距離へ～重力場中での「直線」～
8-10 世界を表す基本方程式～アインシュタイン方程式～
8-11 一線を越えたらもどれない～ブラックホール～
8-12 目の前に自分の後ろ頭が見える～光子半径とブラックホールシャドー～
8-13 宇宙は大爆発だ！～宇宙膨張～
8-14 時空を伝わる金色のさざ波～重力波～

第9章　量子論と量子力学
9-1　ミクロな世界の物理～量子論、量子力学～
9-2　無からは有は生じない～原子論～
9-3　分割不可能なものは分割できる～元素、電子、陽子、中性子～
9-4　量子の登場～光量子仮説～
9-5　すべてのものは波である～粒子と波動の二重性～
9-6　電子は原子核のまわりの決められた軌道を回る～ボーアの原子模型～
9-7　電子の軌道はもやもやと～量子条件～
9-8　行列や虚数を使って軌道を計算する～行列力学と波動力学～
9-9　ミクロな世界は確率的で不確定～確率解釈と不確定性原理～
9-10 さいころを振る神～コペンハーゲン解釈～
9-11 入れ物と中身はもともとは同じもの～第二量子化と場の量子論～
9-12 プランク長さとプランク時間を単位とする織物～離散空間～

第10章　素粒子論
10-1 エネルギーをもち去る見えざるもの～ニュートリノ～
10-2 原子核をつなぎ留めるもの～中間子～
10-3 物質を構成する基本粒子～クォークとレプトン～
10-4 クォークとレプトンに働く力～電磁力、弱い力、強い力、そして重力～
10-5 残された課題は重力～大統一理論～
10-6 物質粒子と力の粒子の統一～超対称性粒子～
10-7 統一理論（万物理論）への道程～超ひも理論～
10-8 光が質量をもつ～ヒッグス粒子とヒッグス場～
10-9 超ひも理論（超対称性をもった超ひもが統一理論への道）