高校物理
エレベーターが急に動き出すと体が重く感じ、止まるときは体がふわっと軽くなります。これは「慣性力」が関係しています。加速する座標系...
惑星はどのように太陽のまわりを回っているのか。この問いに対して、17 世紀のヨハネス・ケプラーが膨大な観測データから導き出した ...
リンゴが木から落ちるのを見てニュートンが万有引力を思いついた、という逸話は有名です。実際にそのとおりだったかは定かではありません...
ボールを斜め上方に投げると、放物線を描いて飛んでいきます。この運動が「斜方投射」です。水平方向と鉛直方向の運動を別々に考えるのが...
ボールを投げると放物線を描く。振り子は規則正しく揺れる。これらの運動はニュートンの運動方程式で記述できますが、まったく別の視点か...
量子力学で最も重要な系の一つが調和振動子です。バネに繋がれた質点という単純な設定ですが、この系を量子化することで、場の量子論の基...
糸の先に石をつけてぐるぐる回すとき、石は円を描いて動きます。速さが一定のまま円軌道上を運動する状態が「等速円運動」です。速さは変...
熱力学第二法則によれば、孤立系のエントロピーは決して減少しません。しかし1867年、マクスウェルは「悪魔」と呼ばれる思考実験でこ...
関数は「数を入力すると数を返す」ものですが、変分法では「関数を入力すると数を返す」対象を扱います。この「関数の関数」を**汎関数...
理想的な電池は一定の電圧を供給しますが、現実の電池には「内部抵抗」があり、電流が流れると電池自身の中でも電圧降下が生じます。この...
シュレーディンガー方程式を具体的な問題に適用してみましょう。最も単純で、かつ量子力学の本質をよく表しているのが、無限井戸型ポテン...
波動関数 $\psi(x,t)$ は複素数値の関数ですが、複素数を直接測定することはできません。では、波動関数から物理的に意味の...
熱平衡にある系には、常に揺らぎ（ゆらぎ）が存在します。電圧のノイズ、ブラウン運動、磁化の揺動など、一見ランダムに見えるこれらの現...
物理学における「仕事」は、日常用語の意味とは少し異なります。力を加えて物体を動かしたとき、力と移動距離の積として定義される量が仕...
ニュートン力学では、物体の運動を記述するために直交座標 $(x, y, z)$ を使います。しかし、すべての問題で直交座標が最適...
オームの法則だけでは解けない複雑な回路があります。枝分かれが多い回路や電源が複数ある回路を扱うときに必要になるのが、キルヒホッフ...
量子力学では、粒子の状態は波動関数と呼ばれる数学的対象で記述されます。古典力学では位置と運動量という実数で粒子の状態が決まります...
電気回路の基本中の基本がオームの法則です。電圧・電流・抵抗の関係を表すシンプルな法則ですが、抵抗の接続方法によって回路全体の振る...
量子力学において、シュレーディンガー方程式は最も基本的な方程式です。ニュートンの運動方程式が古典力学を支配するように、シュレーデ...
床の上で物体を押しても、弱い力では動きません。これは摩擦力がはたらいているためです。摩擦力には「静止摩擦力」と「動摩擦力」の 2...
力は大きさと向きの両方を持つベクトル量です。複数の力が同時にはたらくとき、それらを合わせた「合力」を求めたり、一つの力を方向ごと...
物理学でもっとも有名な方程式のひとつが $F = ma$ です。ニュートンの運動の第二法則を数式にしたもので、「力 = 質量 ×...
断熱過程では、気体が外部と熱をやり取りせずに膨張・圧縮します。このとき、圧力・体積・温度の間には特別な関係が成り立ちます。この関...
熱力学では、気体の状態変化を「過程」として分類します。どの物理量を一定に保つかによって、系の振る舞いは大きく異なります。ここでは...
