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物理学図鑑

物理学図鑑

物理を知って、初めて自分の住む世界が理解できる

本書は、物理学を本当にわかりやすく解説した書籍です。最初の難関である力学から素粒子論まで、目からうろこが落ちるような解説をしています。初めて物理学を学ぶ学生から物理学が苦手な一般社会人、さらには物理学が得意なエンジニアまで、誰もが楽しんで読める内容になっています。
物理学は数学と似ているようですが、ポイントを押さえていないと、いくら問題を解いても会得することはできず、うまく応用することができないのが大きな違いです。しかし、いままで物理学をそのまま難しく解説した本や、高校物理をわかった気にさせる本はあっても、物理学のポイントをわかりやすく解説した本はあまりありませんでした。
本書は、難しい数式に頼らず、学生や一般社会人向けに物理学のポイントをわかりやすく解説した書籍です。ぜひ一度、手に取って読んでみてください。
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)