例解量子力学演習 (物理入門コース演習3)

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例解量子力学演習 (物理入門コース演習3)

目次

物理を学ぶ人のために
はじめに

1 状態と物理量
1-1 量子力学的状態と波動関数
　例題1.1
　例題1.2
問題1-1
1-2 重ね合わせの原理
　例題1.3
問題1-2
1-3 物理量と演算子
　例題1.4
　例題1.5
問題1-3
1-4 物理量の測定値と演算子の固有値
　例題1.6
　例題1.7
問題1-4
1-5 固有関数による波動方程式の展開
　例題1.8
　例題1.9
問題1-5
1-6 不確定性原理
　例題1.10
問題1-6
1-7 シュレディンガー方程式
　例題1.11
　例題1.12
問題1-7

2 物理量の行列表示
2-1 演算子の行列要素
　例題2.1
　例題2.2
問題2-1
2-2 行列の対角化
　例題2.3
問題2-2
2-3 調和振動子
　例題2.4
　例題2.5
問題2-3
2-4 時間推進演算子
　例題2.6
　例題2.7
問題2-4
2-5 ハイゼンベルクの運動方程式
　例題2.8
　例題2.9
問題2-5

3 軌道角運動量とスピン角運動量
3-1 角運動量演算子の交換関係
　例題3.1
　例題3.2
問題3-1
3-2 角運動量演算子の固有値
　例題3.3
　例題3.4
問題3-2
3-3 軌道角運動量と球関数
　例題3.5
　例題3.6
問題3-3
3-4 中心力場中の粒子
　例題3.7
問題3-4
3-5 水素原子
　例題3.8
　例題3.9
問題3-5
3-6 磁場中の電子
　例題3.10
問題3-6
3-7 電子のスピン
　例題3.11
問題3-7

4 摂動論
4-1 定常状態の摂動論Ⅰ―縮退のない場合
　例題4.1
　例題4.2
問題4-1
4-2 定常状態の摂動理論Ⅱ―縮退のある場合
　例題4.3
　例題4.4
問題4-2
4-3 変分原理
　例題4.5
　例題4.6
問題4-3
4-4 非定常状態の摂動論
　例題4.7
問題4-4

5 多電子原子
5-1 多粒子系の波動関数と演算子
　例題5.1
　例題5.2
問題5-1
5-2 重心運動の分離
　例題5.3
問題5-2
5-3 平均場近似と原子軌道関数
　例題5.4
　例題5.5
問題5-3
5-4 ボーズ粒子とフェルミ粒子
　例題5.6
問題5-4
5-5 元素の周期表と電子殻
　例題5.7
問題5-5
5-6 スピン-軌道相互作用と角運動量の合成
　例題5.8
　例題5.9
問題5-6
5-7 多電子原子の軌道およびスピン角運動量
　例題5.10
　例題5.11
問題5-7

6 分子と固体
6-1 2原子分子の振動と回転
　例題6.1
問題6-1
6-2 分子の電子状態
　例題6.2
問題6-2
6-3 固体電子のエネルギー・バンド
　例題6.3
　例題6.4
問題6-3

7 場の量子論
7-1 電磁波の古典論
　例題7.1
　例題7.2
問題7-1
7-2 電磁波の量子化
　例題7.3
　例題7.4
問題7-2
7-3 電子・光子相互作用
　例題7.5
　例題7.6
問題7-3
7-4 光子の自然放出とスペクトル線の自然幅
　例題7.7
　例題7.8
問題7-4
7-5 電子の生成・消滅演算子
　例題7.9
　例題7.10
問題7-5
7-6 電子波の量子化
　例題7.11
　例題7.12
問題7-6

問題解答
付表1　原子の電子配置
付表2　元素の周期表
索引

コーヒー・ブレイク
　零点振動と量子流体
　量子, 光子, 音子
　ベリーの位相
　元素の周期表
　ラム・シフト
　走査トンネル顕微鏡
　宇宙の温度

ワンポイント
　演算子に不慣れな諸君へ
　不確定性関係と零点振動
　演算子の関数
　微分方程式の利用
　演算子への置き換え
　基準関数系の位相
　昇降演算子
　ルジャンドルの陪関数
　遠心力のポテンシャル
　偶然縮退
　磁場中の速度演算子
　スピンの空間の回転
　パウリ行列の関数
　2次摂動のエネルギー
　2電子系のスピン関数
　液体3Heと液体4He
　グラフを描く
　ブロッホの定理
　ボーズ凝縮
　ローレンツ分布

量子力学 II 基本法則と応用 (物理入門コース 6 )

目次

8 量子力学の基本法則
8-1 量子力学的な状態と波動関数
8-2 物理量と演算子
8-3 物理量の測定値と演算子の固有値
8-4 波動関数とベクトルのアナロジー
8-5 固有関数の完全性
8-6 物理量の平均値と演算子のエルミート性
8-7 可換な演算子
8-8 量子力学的状態の運動

9 物理量の行列表示
9-1 演算子の行列表示
9-2 行列の対角化
9-3 調和振動子の場合
9-4 ハイゼンベルク表示
9-5 時間推進演算子
9-6 ハイゼンベルクの運動方程式

10 軌道角運動量とスピン角運動量
10-1 角運動量演算子の交換関係
10-2 角運動量演算子の固有値
10-3 軌道角運動量と球関数
10-4 中心力場中の粒子
10-5 水素類似原子の場合
10-6 磁場中の電子
10-7 電子のスピン
10-8 スピンの数学的表現

11 摂動論
11-1 定常状態の摂動論Ⅰ―縮退のない場合
11-2 非調和振動子への応用
11-3 定常状態の摂動論Ⅱ―縮退のある場合
11-4 変分原理
11-5 非定常状態の摂動論
11-6 黄金則と散乱問題のボルン近似
11-7 散乱断面積
11-8 S行列とグリーン関数

12 多電子原子
12-1 多粒子系の波動関数と演算子
12-2 重心運動の分離
12-3 ハートリー近似と原子軌道関数
12-4 パウリの原理
12-5 元素の周期表
12-6 スピン-軌道相互作用
12-7 角運動量の合成

13 分子と固体
13-1 断熱近似
13-2 2原子分子の振動と回転
13-3 トンネル効果
13-4 分子軌道法
13-5 ハイトラー-ロンドン法
13-6 固体電子のエネルギー・バンド
13-7 金属, 半導体, 絶縁体

14 場の量子論
14-1 電磁場の量子化
14-2 光子の生成・消滅演算子
14-3 電子と光子の相互作用ハミルトニアン
14-4 光子の放出と吸収
14-5 スペクトル線の自然幅
14-6 電子の生成・消滅演算子
14-7 電磁場の量子化

さらに勉強するために
問題略解
索引

量子力学 I 原子と量子 (物理入門コース 5)

目次

物理入門コースについて
はじめに

1 原子とエーテル
1-1 序論
1-2 真空と気体の圧力
　真空度
　気体の圧力と絶対温度
問題
1-3 原子と分子
　原子概念の確立
　分子概念の導入
　共有結合とイオン結合
　素電荷の発見
問題
1-4 原子番号と質量数
　周期表
　同位体
　原子番号と質量数
　原子質量単位とアボガドロ数
　電磁力と核力
問題
1-5 光の粒子論と波動論
　光の粒子論
　光の波動論
　波動論の確立
　電磁波
問題
1-6 波動方程式
　例題1
　波動方程式
　光の干渉
　光の偏り
問題
1-7 真空概念の変革
　ローレンツ理論
　特殊相対論の出現
　真空の新しい意味
問題

2 荷電粒子の弾道論
2-1 序論
2-2 電場による運動制御
　電場による電子線の偏向
問題
2-3 磁場による運動制御
　例題1
　トムソンの実験
問題
2-4 同位体の質量分析
問題
2-5 素電荷の測定
問題
2-6 光る電子
　原子の発光スペクトル
問題
2-7 原子発光の振動子モデル
　例題1
　放射減衰
問題
2-8 磁場によるスペクトルの変化
問題

3 熱運動の古典論
3-1 序論
3-2 ブラウン運動とボルツマン定数
　重力場中の気体分子
　例題1
問題
3-3 古典力学の正準形式
　正準変数と相空間
　例題1
　例題2
　多粒子系の正準運動方程式
問題
3-4 古典統計力学の基本公式
　標本空間
　基本公式
　例題1
3-5 マクスウェル分布
　例題1
　マクスウェル分布
　例題2
問題
3-6 気体の比熱と圧力
　例題1
　不活性気体の比熱
　希薄気体の圧力
問題
3-7 固体の比熱
　アインシュタイン・モデル
問題

4 量子論の誕生
4-1 序論
4-2 キルヒホッフの法則
　キルヒホッフの法則
　黒体と空洞
問題
4-3 固有振動と固有値問題
　弦の固有振動
　周期的境界条件
　固有値問題
問題
4-4 固有振動の重ね合わせ
　音波のハミルトニアン
　弦の比熱
問題
4-5 電磁場の平面波展開
　電磁場の平面波展開
　真空中のマクスウェル方程式
問題
4-6 熱放射のエネルギー密度
　空洞放射のスペクトル
問題
4-7 プランクの放射式
　ウィーンの放射式
　プランクの放射式
問題
4-8 量子論の誕生
　エネルギーの量子化
　例題1
　固体の比熱
　光子と光電効果
問題

5 原子構造と量子論
5-1 序論
5-2 α線散乱と原子構造
　トムソンのモデル
問題
5-3 ラザフォード散乱の断面積
　ラザフォードの散乱公式
　例題1
問題
5-4 ボーアの量子論
　ボーアの量子論
　例題1
問題
5-5 光の放出・吸収
　発光スペクトル
　イオン化エネルギー
　例題1
　吸収スペクトル
問題
5-6 電子衝撃
　フランク-ヘルツの実験
　モーズレイの法則
　例題1
問題
5-7 ゾンマーフェルトの量子化条件
　ゾンマーフェルトの量子化条件
　例題1
　例題2
　ボーア理論の限界

6 粒子・波動の2重性
6-1 序論
6-2 結晶によるX線散乱
　制動放射
　結晶によるX線散乱
問題
6-3 波動の複素数表示
　波動関数の複素表示
　例題1
　散乱波の形
　例題2
問題
6-4 コンプトン散乱とX線の粒子性
　アインシュタインの式
　例題1
問題
6-5 ド・ブローイの物質波
　物質波の回折
問題
6-6 幾何光学とニュートン力学
　フェルマーの原理
　幾何光学とニュートン力学
　例題1
問題
6-7 シュレディンガー方程式の発見
　例題1
　例題2
　時間を含むシュレディンガー方程式
問題

7 量子力学の確立
7-1 序論
7-2 電子波の回折
　電子回折の思考実験
　干渉縞
　例題1
問題
7-3 確率振幅としてのψ
　粒子・波動の2重性と確率振幅としてのψ
問題
7-4 不確定性原理
　規格化条件
　例題1
　不確定性原理
問題
7-5 運動量表示の波動関数
　例題1
　物理量と演算子
　例題2
　演算子の固有値と固有関数
問題
7-6 シュレディンガー方程式とエネルギー準位
　例題1
問題
7-7 調和振動子のエネルギー準位
　ベキ級数解法
　例題1
　水素原子のエネルギー準位
問題

問題略解
索引

コーヒー・ブレイク
　ルクレチウスの宇宙論
　加速器の高度技術
　熱中性子
　宇宙の温度
　ラザフォードとボーア
　ド・ブローイと湯川秀樹
　ハイゼンベルクとアインシュタイン

量子力学〈2〉 (基礎物理学選書5B)

目次

9. 多粒子系の波動関数
§9.1 多粒子系のシュレディンガー方程式
§9.2 相互作用がない場合の波動関数
§9.3 ハートリーの近似
§9.4 ハートリー-フォックの近似
§9.5 クーロン積分と交換積分

10. 原子と角運動量
§10.1 元素の周期律
§10.2 角運動量の保存
§10.3 角運動量の固有値
§10.4 2電子スピンの合成
§10.5 スピン1重項と3重項のエネルギー
§10.6 電子配置(np)(n'p)
§10.7 電子配置(np)2
§10.8 ラッセル-ソーンダース結合
§10.9 LとSの合成

11. 数表示と第2量子化
§11.1 マクロな自由粒子系
§11.2 フェルミオン系の生成・消滅演算子
§11.3 生成・消滅演算子による表示
§11.4 ボソン系の生成・消滅演算子
§11.5 数表示とその応用例
§11.6 場の演算子
§11.7 場の演算子の諸性質
§11.8 第2量子化
§11.9 フォノン

12. 相対論的電子論
§12.1 ローレンツ変換
§12.2 クライン-ゴルドン方程式
§12.3 ディラック方程式
§12.4 ディラック電子のスピン
§12.5 ディラック電子の平面波
§12.6 電子と陽電子
§12.7 電磁場内のディラック電子

13. 光子とその放出・吸収
§13.1 電磁波の古典論
§13.2 光子
§13.3 光子の運動量
§13.4 電子系と光の相互作用
§13.5 非定常状態の摂動論
§13.6 光の放出と吸収
§13.7 許容遷移と禁止遷移
§13.8 選択規則
§13.9 振動子の強さ

(Ⅰ)・(Ⅱ)巻総合索引

量子力学〈1〉 (基礎物理学選書5A)

目次

1. 量子力学の誕生
§1.1 量子論の始まり
§1.2 行列力学の誕生
§1.3 物質の波動論
§1.4 波動力学の形成
§1.5 量子力学の解釈

2. 1粒子の波動関数
§2.1 確率の波
§2.2 不確定性原理
§2.3 波束の運動
§2.4 定常状態
§2.5 箱の中の自由粒子
§2.6 調和振動子

3. 波動関数と物理量
§3.1 固有関数の直交性
§3.2 フーリエ級数とフーリエ積分
§3.3 物理量と演算子
§3.4 固有値と期待値
§3.5 波動関数と不確定性原理
§3.6 群速度と波束の崩壊
§3.7 δ関数と位置の固有関数
§3.8 確率の流れ

4. 中心力場内の粒子
§4.1 極座標で表したシュレディンガー方程式
§4.2 球関数と角運動量
§4.3 水素原子
§4.4 球形の箱の中の粒子
§4.5 3次元調和振動子

5. 粒子の散乱
§5.1 散乱の古典論
§5.2 ラザフォード散乱の古典論
§5.3 トンネル効果
§5.4 ボルン近似
§5.5 ラザフォード散乱の波動力学的取り扱い

6. 行列と状態ベクトル
§6.1 3次元ベクトル
§6.2 n次元複素ベクトル空間
§6.3 無限次元のベクトルとしての関数
§6.4 状態ベクトル
§6.5 行列表示の具体例(Ⅰ)　調和振動子
§6.6 行列表示の具体例(Ⅱ)　角運動量
§6.7 可換性と同時観測可能性
§6.8 行列対角化の例
§6.9 シュレディンガー表示とハイゼンベルク表示
§6.10 ハイゼンベルクの運動方程式

7. 摂動論と変分法
§7.1 定常状態に対する摂動論(Ⅰ)　縮退のない場合
§7.2 水素原子の分極率
§7.3 非調和振動子
§7.4 定常状態に対する摂動論(Ⅱ)　縮退のある場合
§7.5 励起水素原子のシュタルク効果
§7.6 変分原理とシュレディンガー方程式
§7.7 変分法の適用

8. 電子のスピン
§8.1 スピン角運動量
§8.2 スピン軌道関数の計算例
§8.3 スピン軌道相互作用
§8.4 1電子の角運動量の合成
§8.5 正常ゼーマン効果
§8.6 ラーマ―の歳差運動
§8.7 異常ゼーマン効果

付録1. 古典解析力学
　ラグランジュの運動方程式
　ハミルトンの運動方程式
付録2. エルミート多項式Hn(ξ)の諸性質
付録3. 磁場内の荷電粒子

索引

量子論(改訂版) (基礎物理学選書)

目次

1. 量子力学の誕生
§1.1 プランクの量子仮説
§1.2 アインシュタインの光量子説
§1.3 前期量子論
§1.4 物質波

2. シュレディンガーの波動方程式
§2.1 量子論の考え方
§2.2 ハイゼンベルクの不確定性原理
§2.3 波動関数の意味
§2.4 シュレディンガー方程式
§2.5 古典力学との対応
§2.6 弦の振動
§2.7 シュレディンガーの定常波

3. 定常状態の波動関数
§3.1 箱の中の自由粒子(Ⅰ)
§3.2 箱の中の自由粒子(Ⅱ)
§3.3 縮退と直交性
§3.4 調和振動子
§3.5 水素原子

4. 固有値と期待値
§4.1 物理量の固有値
§4.2 物理量の期待値
§4.3 運動量の固有関数と不確定性原理
§4.4 位相速度と群速度
§4.5 崩れる波束と崩れない波束

5. 原子・分子と固体
§5.1 正常ゼーマン効果
§5.2 スピンの存在
§5.3 多粒子系のシュレディンガー方程式
§5.4 ハートリー近似
§5.5 原子構造と元素の周期律
§5.6 フェルミ粒子とボース粒子
§5.7 水素分子
§5.8 固体と自由電子模型

6. 電子と光
§6.1 光の吸収・放出
§6.2 磁気共鳴吸収
§6.3 原子の振動とフォノン
§6.4 電子と電磁場
§6.5 電子と陽電子
§6.6 量子電磁力学
§6.7 素粒子と基本粒子

付録1. トンネル効果
付録2. 電磁場内を動く荷電粒子のハミルトニアン

索引

量子力学の考え方 (物理の考え方 4)

目次

読者へのメッセージ
まえがき

1 電子の発見
1.1 真空放電と電子の発見
　陰極線の発見
　X線の発見
1.2 電子の電荷の測定
1.3 アボガドロ数の決定
　ファラデーの法則
　原子の大きさ
1.4 電子の比電荷の測定
演習問題

2 原子の振動子モデル
2.1 ゼーマン効果
　例題1　ゼーマン効果により放射される光の偏り
2.2 原子によるX線の散乱
　トムソンの原子模型
　散乱断面積
　トムソン散乱による原子内の電子数の測定
　例題2　トムソン散乱の全断面積の計算
演習問題

3 原子の太陽系型モデル
3.1 原子による電子の散乱
3.2 ラザフォード散乱
　α粒子の正体
　原子の有核構造
　ラザフォード散乱の断面積
　原子核の荷電数と原子番号
　例題3　ラザフォード散乱の微分断面積の計算
3.3 周期的運動をする荷電粒子からの光のスペクトル
演習問題

4 量子力学へのあゆみ
4.1 光電効果と光の粒子性
　熱放射と量子論の始まり
　光電効果と古典論の困難
　光の粒子説
4.2 コンプトン効果
4.3 水素原子のスペクトル
4.4 ボーアの原子模型
　対応原理
　量子条件
　定常状態のエネルギー
4.5 ド・ブロイの電子波
　電子波と量子条件
　電子波の存在の実験的検証
　例題4 高速電子の波長
演習問題

5 シュレディンガーの方程式
5.1 量子化の手続き
　運動量と速度
　自由電子の波動方程式
　量子化の手続き
5.2 波動関数φの確率解釈
　古典物理学における自然記述法の特徴
　波動関数の確率解釈
5.3 固有値問題
演習問題

6 重ね合わせの原理
6.1 不確定性原理
6.2 重ね合わせの原理
　重ね合わせの原理と確率解釈
　確率振幅
　状態ベクトル
　連続固有値とδ関数
6.3 物理量の期待値
6.4 エルミート演算子
　観測可能量としてのエルミート演算子
　固有関数の直交性
6.5 行列表示
　エルミート行列
　同時固有関数
　エルミート行列の対角化
6.6 エネルギー表示と位置表示
　ハイゼンベルグの行列力学
　シュレディンガーの位置表示
　ディラックの変換理論
6.7 交換関係と不確定性原理
演習問題

7 運動の法則
7.1 運動方程式とその解
　シュレディンガーの運動方程式
　運動方程式の形式解
　ニュートンの運動方程式との関係
　行列要素の時間的変化
7.2 プランクの熱放射の理論
　振動子としての原子の平均エネルギー
　電磁波の数
　プランクの公式
7.3 アインシュタイン係数
7.4 B係数の量子力学による計算
　電気双極子近似
　転移確率の近似計算
　アインシュタインのB係数
演習問題

8 同種粒子からなる体系
8.1 対称的状態と反対称的状態
8.2 状態関数の対称化と孤立粒子近似
　独立粒子近似
　ボース粒子系
　フェルミ粒子系とパウリの排他律
　例題5　原子核とパウリの排他律

さらに勉強したい人のために
・E.シュポルスキー『原子物理学Ⅰ』東京図書
・並木美喜雄『量子力学入門』岩波新書
・朝永振一郎『量子力学Ⅰ, Ⅱ』みすず書房
・朝永振一郎『角運動量とスピン』みすず書房
・ファインマンet.al.『ファインマン物理学Ⅴ 量子力学』岩波書店
・原島鮮『初等量子力学』裳華房
・阿部龍蔵『量子力学入門』(物理テキストシリーズ6), 岩波書店
・中嶋貞雄『量子力学Ⅰ, Ⅱ』(物理入門コース5,6), 岩波書店
・L.シッフ『シッフ　量子力学上, 下』吉岡書店
・W.グライナー『グライナー　量子力学』シュプリンガー・フェアラーク東京
・P.A.M.ディラック『量子力学』
・A.メシア『メシア　量子力学1,2,3』東京図書
・砂川重信『量子力学』岩波書店

演習問題の解答
索引

熱・統計力学の考え方 (物理の考え方 3)

目次

読者へのメッセージ
まえがき

1 熱平衡状態
1.1 熱力学の分かりにくい理由
1.2 カロリック
　熱と温度の区別
　潜熱
　カロリック
1.3 熱平衡と温度
　熱平衡状態
　経験温度
1.4 状態変数と状態方程式
　熱力学的状態変数
　状態方程式
　準静的過程
演習問題

2 熱と仕事とエネルギー
2.1 熱と仕事
　ルンホードの実験
　フーリエの熱伝導論
　ジュールの実験
2.2 熱力学の第1法則
　熱と仕事と内部エネルギー
　熱と内部エネルギーの違い
　ジュールの実験の本質
2.3 第1種永久機関
演習問題

3 第1法則の定式化
3.1 仕事と準静的過程
　仕事の状態量による表現
　等積過程
　等圧過程
　断熱過程
　例題1　理想気体のなす仕事
3.2 比熱
　等積比熱
　等圧比熱
3.3 第1法則と理想気体
　ジュールの法則
　ルニューの法則
　断熱変化
　例題2　大気の温度の高度変化
演習問題

4 熱力学の第2法則
4.1 カルノー・サイクル
　カルノー機関
　カロリック説によるカルノー機関の解釈
　第1法則にもとづくカルノー機関の解釈
4.2 熱力学の第2法則
　クラウジウスの原理とトムソンの原理
　クラウジウスの原理とトムソンの原理の等価性
　カルノーの第1定理
4.3 熱力学的絶対温度
　例題3　理想気体を用いた効率の計算
演習問題

5 第2法則の定式化
5.1 エントロピー
　クラウジウスの関係式
　エントロピーという状態量の存在
　第2法則から得られる結論のまとめ
　微分形式で表現された第2法則；δQ=TdS
　エントロピーの物理的意味
　エントロピーの統計的解釈
5.2 熱力学の基本法則
　準静的過程に対する熱力学の基本法則のまとめ
　熱力学の基本法則によるカルノー・サイクルの解析
　例題4　理想気体のエントロピー
演習問題

6 熱力学的諸関数
6.1 いろいろなエネルギー
　断熱過程
　等温過程
　等温・等圧過程
6.2 熱力学の基本法則の変形
　内部エネルギー
　ヘルムホルツの自由エネルギー
　ギブスの自由エネルギー
　エンタルピー
　マクスウェルの関係式
　例題5　比熱と状態方程式で表した基本法則
演習問題

7 熱力学の適用例
7.1 マクスウェルの規則
7.2 クラペイロン-クラウジウスの式
　例題6　圧力をかけたときの融解点の変化
7.3 ジュール-トムソン効果
　ジュール-トムソン効果の理論
演習問題

8 不可逆過程
8.1 熱伝導と不可逆過程
8.2 カルノーの第2定理
8.3 エントロピー増大の原理
　クラウジウスの不等式
　エントロピー増大の原理
8.4 熱力学の基本法則と体系の安定性
　熱力学の基本法則の総まとめ
　状態の変化の方向
演習問題

9 統計力学の考え方
9.1 熱力学と統計力学
9.2 ギブスの正準集合
　μ空間とΓ空間
　平等確率の仮説
　分布密度の決定
9.3 マクスウェル-ボルツマンの分布
9.4 分配関数
　分布密度とエントロピー
　分配関数とヘルムホルツの自由エネルギー
9.5 理想気体
9.6 固体の簡単なモデル
演習問題

さらに勉強したい人のために
・押田‐藤坂『熱力学』基礎物理学選書7, 裳華房
・小出昭一郎『熱学』東京大学出版会
・碓井恒丸『熱学』東京大学出版会
・戸田盛和『熱・統計力学』物理入門コース7, 岩波書店
・横田伊佐秋『熱力学』物理テキストシリーズ3, 岩波書店
・加藤訳『フェルミ熱力学』三省堂
・久保亮五『統計力学』共立全書
・伏見康治『量子統計力学』岩波書店
・中村伝『統計力学』物理テキストシリーズ 10, 岩波書店
・リフシッツ-ピタエフスキー『量子統計物理学』岩波書店
・R.C. Tolman『The Principles of Statistical Mechanics』Oxford Univ. Press
・R. Balescu『Equilibrium and Non-equilibrium Statistical Mechanics』J.Wiley＆Sons

演習問題の解答
索引

電磁気学の考え方 (物理の考え方 2)

目次

読者へのメッセージ
まえがき

1 電磁気学とはどんな学問か
1.1 電磁気学の基本法則は何だろうか
1.2 遠隔作用と近接作用
　クーロンの法則と万有引力の法則
　近接作用の考え方
　近接作用とエーテル

2 近接作用と静電場
2.1 静電力と静電場
　静電力の式の分割
　電場の概念
　自己力
2.2 ガウスの法則
　積分形のガウスの法則
　例題1　半径aの球内に電荷Qが一様に分布しているときの静電場
　微分形のガウスの法則
2.3 静電ポテンシャル
　例題2　半径aの球内に一様に分布する電荷による静電ポテンシャル
演習問題

3 さらに静電場について
3.1 静電ポテンシャルとポアッソン方程式
　静電場の基本法則
　静電場を求める方法
　例題3　電気双極子のつくる静電場
3.2 コンデンサーと静電場のエネルギー
　導体表面上の電荷分布
　コンデンサー
　例題4　円筒形コンデンサーの静電容量
　コンデンサーに貯えられるエネルギー
　静電場のエネルギー
　例題5　球内に一様に分布する電荷による静電エネルギー
演習問題

4 定常電流
4.1 定常電流とその保存則
　積分形の定常電流の保存則
　微分形の定常電流の保存則
4.2 オームの法則と起電力
　オームの法則
　オームの法則の電子論
　例題6　銅線中の電子の流れの速さ
　起電力
演習問題

5 静磁場
5.1 エルステッドの発見とアンペールの法則
　磁石
　電流の磁気作用
5.2 静磁場の法則
　磁場に関するガウスの法則
　積分形のアンペールの法則
　微分形のアンペールの法則
　静磁場の基本法則
5.3 ビオ-サバールの法則
　ビオ-サバールの法則
　ビオ-サバールの法則の導出
　円形電流のつくる静磁場
演習問題

6 電流に働く磁場の力
6.1 アンペールの力
　例題7　一様な静磁場のなかのコイルに作用する力
6.2 ローレンツの力
　荷電粒子に働く力
　一様な静磁場内の粒子の運動
　ローレンツの力のパラドクス
　ローレンツの力と作用・反作用の法則
6.3 磁荷に作用する力
　閉電流と磁気双極子の等価性
　磁荷に作用する力
演習問題

7 時間的に変動する電場と磁場
7.1 電荷保存則と変位電流
　電荷保存則
　マクスウェルの変位電流
7.2 ファラデーの電磁誘導の法則
　微分形のファラデーの法則
　運動する導線内に発生する起電力
　例題8　準定常電流と交流回路
演習問題

8 電磁気学の基本法則
8.1 マクスウェルの方程式
8.2 エネルギー保存則
8.3 電磁ポテンシャル
演習問題

9 電磁波
9.1 自由空間内の電磁波の波動方程式
9.2 電磁波
　3次元の平面波
　横波としての電磁波
　電磁波のエネルギー
演習問題

10 電磁波の放射
10.1 遅延ポテンシャル
10.2 電気双極子近似
10.3 荷電粒子の放射する電磁波
　電磁ポテンシャル
　電磁場の計算
　放射電磁波の性質
　荷電粒子から放射される電磁波の強度
演習問題

さらに勉強したい人のために
・長岡洋介『電磁気学Ⅰ,Ⅱ』（物理入門コース3,4）岩波書店
・中山正敏『電磁気学』裳華房
・砂川重信『電磁気学―初めて学ぶ人のために―』培風館
・ファインマンet.al.『ファインマン物理学Ⅲ電磁気学』岩波書店
・砂川重信『電磁気学』（物理テキストシリーズ4）岩波書店
・砂川重信『電磁気学演習』（物理テキストシリーズ5）岩波書店
・砂川重信『理論電磁気学』紀伊國屋書店
・ジャクソン『電磁気学』吉岡書店
演習問題の解答
索引

力学の考え方 (物理の考え方 1)

目次

読者へのメッセージ
まえがき

1 天動説と地動説
1.1 力学から話をはじめるわけ
1.2 コペルニクスの地動説

2 運動の法則
2.1 ニュートンの運動法則
2.2 ガリレイの相対性原理
2.3 力の概念
2.4 慣性質量と重力質量
2.5 物理学における等号について

3 粒子の簡単な運動
3.1 運動方程式とその解
3.2 重力のもとでの粒子の放物運動
3.3 調和振動子
3.4 円周上の粒子の運動

4 万有引力
4.1 ケプラーの法則と万有引力
4.2 海王星の発見
4.3 潮汐

5 エネルギー保存則
5.1 仕事
5.2 運動エネルギー
5.3 力学的エネルギーの保存則
5.4 非保存力と摩擦力

6 角運動量保存則
6.1 ベクトル積
6.2 中心力と角運動量保存則

7 多粒子系の力学
7.1 運動量保存則
7.2 ロケットの運動法則
7.3 2粒子系の角運動量保存則とエネルギー保存則

8 連続体の力学
8.1 連続体の力学
8.2 弦の振動
8.3 深い海の上を航行する船のつくる波紋

9 解析力学の考え方
9.1 ラグランジュ形式の理論
9.2 ハミルトンの正準形式の理論

さらに勉強したい人のために
・戸田盛和『力学』物理入門コース1
・江沢洋『よくわかる力学』
・ファインマンet al.,『ファインマン物理学Ⅰ　力学』（坪井訳）
・小出昭一郎『力学』物理テキストシリーズ1
・山内恭彦『一般力学』
・恒藤敏彦『弾性体と流体』物理入門コース8
・谷一郎『流れ学』
・今井功『流体力学』
・ラム『ラム流体力学』1,2,3（今井, 橋本訳）
演習問題の解答
索引

失敗の研究