高専・大学 初歩から学ぶ基礎物理学 熱・波動

初歩から学ぶ基礎物理学 熱・波動
定価
1,800円+税
A5判 / 212頁
ISBN
978-4-477-02051-8

978-4-477-02051-8

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著者
柴田洋一(小山工業高等専門学校教授),勝山智男(沼津工業高等専門学校名誉教授),鈴木三男(福島工業高等専門学校教授),長澤修一(函館工業高等専門学校教授),加藤清考(小山工業高等専門学校准教授),青山歓生(和歌山工業高等専門学校教授)
校閲
高木隆司(東京農工大学名誉教授),早野龍五(東京大学名誉教授),高橋邦夫(木更津工業高等専門学校名誉教授),工藤康紀(大分工業高等専門学校名誉教授)
  • 熱・波動では,『力学Ⅰ』の知識を前提として「熱」と「波動」について,高校物理レベルから大学初年次レベルまでの内容を,基礎から定式化まで丁寧に解説しました。

目次

熱‥‥第1章 熱エネルギー(現象編)
熱運動/熱容量/熱膨張/熱の伝達のしかた
熱‥‥第2章 気体(現象編)
圧力とその単位/ボイル・シャルルの法則/気体分子運動論
熱‥‥第3章 熱力学(現象編)
熱力学第一法則/気体の状態変化/モル比熱/熱機関
熱‥‥第4章 気体の分布関数(定式化編)
理想気体/重力場中の理想気体/マクスウェル分布/ファンデルワールスの状態方程式/非平衡状態
波動‥第1章 波(現象編)
波の表し方/横波と縦波/波の反射と干渉
波動‥第2章 音波(現象編)
音の性質/固有振動と共振/音のドップラー効果
波動‥第3章 光波(現象編)
光の進み方/幾何光学
波動‥第4章 波動方程式(定式化編)
正弦波の数学的表現/波動方程式/波の反射と透過/波の干渉

現象編と定式化編

「熱・波動」は,現象編と定式化編に分かれています。

現象編は高校物理レベルを想定して,高度な数学はなるべく使わずに,観測事実をよりどころとして具体的でやさしく表現しました。

定式化編は,大学初年次レベルを想定して,微分積分等を用いてより系統的に説明しました。

熱【現象編】…第1章 熱エネルギー

熱・波動 p.26-27 熱・波動 p.26-27 解説

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熱【定式化編】…第4章 気体の分布関数

熱・波動 p.100-101 熱・波動 p.100-101 解説

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波動【現象編】…第1章 波

熱・波動 p.118-119 熱・波動 p.118-119 解説

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波動【定式化編】…第4章 波動方程式

熱・波動 p.196-197 熱・波動 p.196-197 解説

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大学編入学試験対策や大学初年次の学習に

本書で扱っている定式化の内容は,大学の初年次で学習するような内容であるとともに,大学編入学試験でも取り上げられる内容です。

法則を定式化してから,現実の問題に適用できるところまで丁寧に説明しています。

大学初年次の物理学入門としても,大学編入学試験対策としてもお使いいただけます。

熱【現象編】…第3章 熱力学

熱・波動 p.76-77 熱・波動 p.76-77 解説

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波動【定式化編】…第4章 波動方程式

熱・波動 p.184-185 熱・波動 p.184-185 解説

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「参考」の充実

各章に関連する興味深い話題や,本文を補う説明を「参考」として取り上げました。

本文からの流れを大切にしつつ,歴史的な話題,発展的な話題など,各章の理解を深める内容を紹介しています。

熱【現象編】…第1章 熱エネルギー

熱・波動 p.11-12 熱・波動 p.11-12 解説

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波動【現象編】…第2章 音波

熱・波動 p.138-139 熱・波動 p.138-139 解説

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専門で必要になる内容を丁寧に説明

高校で扱われていない内容であっても,理工系の専門科目を学ぶ上で基礎となる内容については丁寧に説明しました。

これらの大部分は定式化編の中で解説していますが,専門科目の早い段階で学習する可能性のある内容については,現象編の本文中や「参考」の中で解説してあるものもあります。

熱【現象編】…第3章 熱力学

熱・波動 p.60-61 熱・波動 p.60-61 解説

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波動【定式化編】…第4章 波動方程式

熱・波動 p.185-186 熱・波動 p.185-186 解説

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正弦波の式の説明を工夫

正弦波の式のところで理解しにくいのは,媒質の変位 $y$ が,時刻 $t$ と媒質の位置 $x$ の2変数関数であることと考えられます。

本書では,このことを本文中で明確に説明した上で,位置 $x$ にある媒質の時刻 $t$ における変位 $y$ を $y(x,t)$ と具体的に書くことにより,振動の式,波形の式の区別が容易にできるように配慮しました。

波動【定式化編】…第4章 波動方程式

熱・波動 p.176-177 熱・波動 p.176-177 解説

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