概要
本質を突いた解説で根強いファンをもつ，吉田伸夫氏の最新著書！
「「物理は高校で勉強した」と思っているあなたに言いたい。真の物理学は，高校で学んだことのほんの少し先にあると。」
（本書「はじめに」より）
高校物理で学ぶ内容を著者独自の視点でまとめ直し，指導要領にはできるだけ従いながらも，原子内部からブラックホールまで具体的な事例と結びつけて，ていねいに解説。
本書を読めば，物理学がまさに，世界とは何かを知ろうとする人間の営みであると，実感できるでしょう。
こんな方におすすめ
- 「目からウロコ」の体験をしながら高校物理を学び直したい方
目次
はじめに
第1章 力学 ― 重力による運動
1-1 重力と放物運動
- 斜面での加速度運動
- 等加速度運動
- 落下加速度の斉一性
- 成分分解
- 放物運動
- 【ケーススタディ】月面での放物運動
- 慣性の法則
1-2 ニュートンの重力理論
- ケプラーの法則
- 月とリンゴ
- 月軌道上の加速度
- ケプラー第3法則の導出
- 逆2乗則の係数
- 【ケーススタディ】ブラックホールと暗黒物質
1-3 力の統一
- 作用・反作用と万有引力の法則
- 運動の法則
- 重力ポテンシャル
- 重力の位置エネルギー
- 【ケーススタディ】オウムアムアの軌道
- 力とは何か
- 【コラム】一般相対論入門
第2章 電磁気学 ― 粒子と場
2-1 静電気力と物質の構造
- 原子と原子核
- クーロンの法則
- 物質を結合させる力
- 物質の構造
- 近接力の起源
- 電場と電位
- 電気力線
- コンデンサーの電気容量
- 【ケーススタディ】雷の発生
2-2 磁気と電流
- 電流と磁場の相互作用
- 磁場が電流に及ぼす力
- ローレンツ力
- アンペールの法則
- 単位と用語に関する混乱
- 磁化の扱い
- 磁場内部での電荷の運動
- 電磁誘導の法則
- 電磁波の発生
- 【ケーススタディ】ブラックホールのジェット
2-3 電磁場のエネルギー
- エネルギーの変換
- エネルギーはどこに蓄えられるか
- 電気抵抗で消費されるエネルギー
- コンデンサーに蓄えられるエネルギー
- 磁場のエネルギーと交流回路
- 【ケーススタディ】自己エネルギーとくりこみ理論
- 【コラム】電磁気と相対論
第3章 原子物理 ― 波動力学の視点
3-1 振動と波動
- 安定な均衡状態
- 単振動
- 波動の伝播
- ドップラー効果
- 重ね合わせと干渉
- 定在波の形成
- 【ケーススタディ】長周期地震動
3-2 量子効果と原子の構造
- 古典論の不安定性
- 原子が持つエネルギー
- 物質波のアイデア
- 【ケーススタディ】水素原子の定在波
- 現在の解釈
3-3 物質はいかにして生まれたか
- 質量とエネルギー
- 物質の誕生
- 原子核と原子の形成
- 元素の合成
- 世界はなぜ多様なのか
- 安定性と多様性が両立する世界
- 【ケーススタディ】「キログラム」の定義
- 【コラム】ボーア模型を教えるべきか
第4章 熱力学 ― 統計力学への入り口
4-1 流体内の物体の運動
- ストークスの法則
- 粘性抵抗と慣性抵抗
- 【ケーススタディ】スポーツ選手が受ける抵抗
- 理想化という手法
4-2 気体分子運動論
- 気体分子というアイデア
- ボイル＝シャルルの法則
- 理想気体の分子運動
- 分子の衝突による力
- 理想気体の状態方程式
- 【ケーススタディ】ファン・デル・ワールス方程式
4-3 熱と温度
- 気体のエネルギー
- 熱の流れ
- マクスウェル分布
- エネルギーはどのように分配されるか
- エネルギー等分配則
- 仕事とエネルギー
- 熱力学第一法則
- 気体の熱容量と比熱
- 【ケーススタディ】筋肉による仕事
- 【コラム】エントロピーの正体
終章 ― エネルギーとは何であり，なぜ保存するのか
- 宇宙
- 原子核と素粒子
- 生命
- 物理学による統一的な世界観
- エネルギーとは何か
- 物理学の方法論
