物理学 I

著者名：物理学編集委員会【編】/小向得優【著】/満田節生【著】

丸善出版（2025/03発売）

• ISBN：9784621301630

内容説明

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理工系の学部生が知っておくべき物理学の基礎をコンパクトにまとめた教科書。最低限知っておくべき内容を厳選し、物理学（力学、電磁気学）の分野を俯瞰するガイドかつハンドブックとなるべく執筆された。 第I部の力学ではニュートンの運動の三法則に基づく質点の力学から解説をはじめ、剛体へと議論の拡張を行う。そして第4章では解析力学が導入される。第II部の電磁気学は、前半では真空中における電磁気学を解説し、後半で物質を含む電磁気学が解説される。そのため、中盤ではマクスウェル方程式が出てくるのが第II部の特徴といえる。また、第I部、II部ともに、用いられる基礎数学を最初の章で解説することで、物理学に集中して学ぶことができる。

目次

第I部　力学
１　力学の基礎数学
1.1　ベクトル
1.2　3次元座標系
1.3　微分方程式
２　質点の運動
2.1　運動の法則
2.2　運動方程式の変換，力学的エネルギー
2.3　角運動量，中心力
2.4　拘束運動
2.5　相対運動
３　質点系と剛体の運動
3.1　質点系の運動
3.2　角運動量，慣性モーメント，剛体の運動方程式
3.3　剛体の平面運動
3.4　固定点まわりの剛体の運動
４　解析力学
4.1　仮想仕事の原理，ダランベールの原理，ラグランジュの運動方程式
4.2　変分法とハミルトンの原理
4.3　ハミルトン関数の正準方程式
第II部　電磁気学
１　電磁気学の基礎数学
1.1　ベクトル場の線積分と面積分
1.2　ベクトル場の微分
1.3　ベクトル場の積分定理
1.4　渦なしベクトル場と管状ベクトル場
２　序論
2.1　場による電磁気学現象の定式化とマクスウェル方程式
2.2　第II部の構成
３　静電場1
3.1　クーロンの法則といろいろな電荷分布が作る電場
3.2　ガウスの法則
3.3　静電場の満たす場の方程式
3.4　静電ポテンシャル（電位）
3.5　静電場のエネルギー
４　静磁場1
4.1　ローレンツ力
4.2　電流と電流密度
4.3　ビオ・サバールの法則
4.4　アンペールの法則
4.5　ベクトルポテンシャル
4.6　磁場の境界条件
５　変動する電磁場1
5.1　電磁誘導
5.2　インダクタンスと過渡現象
5.3　変動する電磁場の満たす方程式
5.4　電磁場のエネルギーとポインティングベクトル
5.5　真空中の電磁波
６　静電場2
6.1　導体
6.2　ラプラス方程式とポアソン方程式
6.3　鏡像法
6.4　変数分離によるラプラス方程式の解法
７　静電場3
7.1　電気双極子モーメント
7.2　静電場中の物質に生じる分極と拘束電荷
7.3　物質中のガウスの法則
7.4　線形誘電体
８　静磁場2
8.1　磁気双極子モーメント
8.2　物質中に生じる磁化と拘束電流
8.3　物質中の静磁場
8.4　線形磁性体
９　変動する電磁場2
9.1　物質中のマクスウェル方程式
9.2　電場と磁場の境界条件
9.3　物質中の電磁波
9.4　導体と電磁波