物理/化学/数学

教室で黒板を前に語りかけるような解説で、”丁寧でわかりやすい”と定評のある松下貢先生による「物理学講義シリーズ」。その姉妹書となる本書では、「力学」「電磁気学」「熱力学」に共通する道具としての数学を一冊にまとめ、豊富な問題と共に、直観的な理解を目指して懇切丁寧に解説した。取り上げた題材には、通常の「物理数学」の書籍では省かれることの多い「微分」と「積分」、「行列と行列式」も含めた。 すべての道具には使用する対象と使用目的があるように、道具としての数学にも使用の動機がある。本書を読めば、大学の理工系学部に入ってすぐに学ぶ「物理学」がスムーズに理解できるであろう。 【担当編集者より】 「力学」で微分方程式が解けず、 勉強に力が入らない。 「電磁気学」でベクトル解析がわからず、ショックだ。 「熱力学」で偏微分に悩み、熱が出た。 …… そんな悩める貴方の、頼もしい味方になってくれる一冊です。

本書は，量子物理学の本質的なアイデアを，主要な量子実験に基づいて解説したものである。登場する実験の大半は，光と物質の相互作用を研究する量子光学の分野のものである。 長年にわたっておこなわれた興味をそそる数々の実験と，そこから明らかにされたミクロなスケールの量子的世界の諸性質に興味をもち，学びたいと思う人々にとって，本書は最適である。 原子スケールのようにミクロなスケールで起こる現象に対して，自然が私たちに強いる考え方は，マクロなスケールの日常世界で起こる物理現象に対する私たちの考え方と大きく異なる。このような2つの考え方の間にある鋭い不連続性や境界を実証するために，本書では選りすぐりの実験を解説している。 本書の目的は，量子的世界の物理学をある”期待”をもって探索することである。 その期待とは，量子的世界が読者の知的チャレンジ心を刺激すると同時に，読者を楽しませてくれる，奇妙で反直観的な現象に満ちあふれているという期待である。

量子力学とは、私たちの直観が通じないミクロな世界の現象を、どのようにとらえ、どのように考えるのかについての学問分野である。本書は、初学者にはわかりにくい量子力学の世界を、おおむね科学の歴史を辿りながら解きほぐし、量子力学の誕生から現代科学への応用までの発展に沿って丁寧に紹介した入門書である。 他書で多く見られるように、初めから量子力学が出来上がったものとして解説するのではなく、量子力学がどうして必要とされるようになったのかをスモールステップで解説することで、量子力学と古典物理学との違いをはっきりと浮き上がらせ、初学者が量子力学を学習する上での”早道”となることを目標にした。 なお、量子力学の既習者には、かつての物理学者が古典物理学の範囲内でどのように格闘したかを学習することで、物理学一般の復習と理解にも繋がるであろう。

同シリーズの『演習で学ぶ 量子力学』(小野寺嘉孝 著)に比べ、物理学科で学ぶ本格的な量子力学の内容となる教科書・参考書。解説にあたっては、できるだけ単一の原理原則から出発して量子力学の定式化を行い、常に論理構成を重視して、量子論的な物理現象の明確な説明に努めた。また、応用に十分配慮しながら、できるだけ実験事実との関わりを示すようにした。 さらに、「量子基礎論概説」の章では、量子測定などの現代物理学における重要なテーマについても記し、そして本書の最後に「場の量子論」への導入の章を設けて次のステップに繋がるように配慮するなど、”現代的なアプローチ”で量子力学の本質に迫った、著者渾身の一冊である。

量子力学を物質に適用する際、量子化学は分子やクラスターを考え、固体電子論は結晶の周期性を基本としている。本書では、量子化学の非周期系の取扱いと固体電子論の周期系の取扱いとのつながりを詳述する。

量子ドット研究の国内第一人者が，これからこの分野の研究を始める大学院の学生や研究者，技術者を対象に，多岐にわたる量子ドットの光学的性質を主に解説し、あわせて量子ドットの応用についても現状までの進展を紹介した。本書によって、30余年にわたる研究の膨大な蓄積により生み出された、多岐にわたる量子ドットの光学的性質とその応用に関する知見を速やかに理解していただき、新しく量子ドットの研究を進展させてくださることを期待する。

分子性物質をめぐる物性研究の基礎から注目テーマまで解説。〔内容〕分子性結晶とは/電子相関と金属絶縁体転移/スピン液体/磁場誘起超伝導/電界誘起相転移/質量のないディラック電子/電子型誘電体/光誘起相転移と超高速光応答

物理学の重要事項をまとめ、ハンドブック的な使われ方も想定した一冊です。 本書第Ⅰ巻は「力学」と「電磁気学」について、続く第II巻では「熱力学」と「量子力学」がまとめられています。 高いレベルをまで要点をうまくまとめ、初年次学生から院試の対策まで広く使うことができます。また、公式集のような側面もあり、物理を学ぶ学生だけでなく授業を教える教員へも強くお勧めできるタイトルとなっております。

学生が物理を理解するための講義の行い方を丁寧に解説した一冊。力学、熱力学、電磁気学、量子力学などの各単元の教え方を明示。

物理の基本概念である熱力学、波と光、電磁気、力学などを1項目1ページで解説。法則や公式を簡潔にまとめ、図面も豊富に掲載。備忘録や再入門書としても重宝する、物理系・工学系の学生・教師必携のハンドブック。

受験物理が物理学のすべてではない―本書は、物理の全国コンテストである『物理チャレンジ』で扱われる内容をベースとして、物理の主要分野である力学・電磁気学・現代物理学の本当の面白さを味わってもらえることをめざした一冊です。 物理が好きな高校生や、物理チャレンジを目指す高校生に是非おすすめしたい、高校物理の独習書となっています。

細分化の傾向が強くなっている物性物理学。本書では、学生や研究者が他分野の現状を知るために必要最小限の情報を解説。物質の性質を現象で分類すると同時に、代表的な物質群ごとに性質を概観する内容も含めた。

物性理論、物性実験、新物質開発の各領域を国際的研究拠点・東大物性研究所スタッフが解説。

透過電子顕微鏡の正しい使用法の習得には、幾何光学や波動光学の知識が欠かせない。本書は電子顕微鏡における結像の原理を幾何光学から出発し、回折学と電子顕微鏡の背後にある物理的基礎をコンパクトにまとめる。

本書では，「複雑系フォトニクス」という学際分野の基礎とその応用について概説する。複雑系フォトニクスとは，複雑系とフォトニクスの研究分野が融合した学問分野である。複雑系とは，カオスや非線形ダイナミクスに関する研究分野であり，一方でフォトニクスとは，レーザや光学に関する研究分野である。各々の研究分野で独自に発展してきた基礎知識を本書では融合し，複雑系フォトニクス分野として新たに構築することを試みている。 本書では，半世紀に渡る複雑系フォトニクスに関する数多くの基礎知識や研究活動について概説する。はじめにカオスおよびレーザに関する基礎知識について述べ，様々なレーザにおけるカオスの発生方法について紹介する。また，複雑なカオス信号が同一の振る舞いを示すというカオス同期の基礎についても述べる。次に複雑系フォトニクスの工学応用の例として，レーザカオス同期を用いた光秘密通信とその実装方式について詳細に述べる。さらにレーザカオスを用いた高速物理乱数生成について紹介する。加えて，情報セキュリティにおける安全な秘密鍵配送や，リザーバコンピューティング，およびリモートセンシングへの工学応用についても取り扱う。最後に実験や数値計算，および理論解析の非線形解析手法について具体的に紹介し，戻り光を有する半導体レーザを例として詳細に解説する。

「薄膜」という幅広い分野をわかりやすく解説した「薄膜工学 第2版(2011年11月刊行)」の改訂版。 「薄膜」とは薄い膜(2次元)状のものの総称です。その歴史は古く、紀元前の金メッキにまで遡るといわれ、現在では、半導体や電子基板など最先端ディバイスをはじめとした、多くの産業分野で幅広く利用されています。 本書第3版では、日本学術振興会薄膜131委員会主催のサマースクールにおける講義内容を元に、前版までの解説内容の見直し、最新の技術についての解説を増やすなど大幅に刷新しました。 前述の「半導体」などの新規技術についての解説に止まらず、各種技術分野への応用や実用的内容についてなど、製造技術についてもわかりやすく解説しています。 これまでの薄膜工学の基礎と新規技術に関する解説を合わせた本書は、学部生・大学院生・企業の若手などを対象とした入門書として、また、教科書としてもおすすめの1冊です。

物理や工学の広い範囲で必要とされる振動・波動についての入門的教科書。 本書を執筆した目的の1つに、本書を使って「勉強のしかた」を学んでもらうことがある。公式や知識をただ暗記するだけの勉強法から脱却して、なぜ、そのようになるのかを考えながら内容を理解していく勉強法に切り替えてほしい。 それを手助けする本書の特徴として、以下が挙げられる。 (1)数式の変形過程を省略せずに丁寧に記述した。式の変形過程がわかりにくいと思われる箇所には吹き出しをつけて、なぜそのように変形されるのかを示した。 (2)初学者がつまずきやすい箇所では、丁寧に説明するとともに NOTE を付して補足説明を行った。それによって、他書を参照しなくても本書だけで勉強できるようにした。 (3)すべての章末問題に略解をつけ、かつ詳細解答を裳華房Webサイトに公開することで、読者が自学自習によって内容を深められるようにした。

物理学の理論を、身のまわりに起こる現象と結びつけながら学ぶことで、日常に溢れるさまざまな「なぜ」の答が得られます。サクサク読める!「サーカスの綱渡りは、なぜ長い棒を持つのか」「聞くだけで太鼓の形がわかるか」など、手軽に読めて、物理を身近に感じられるトピックやコラムが充実しています。数式は怖くない!数式がもつ物理的意味を丁寧に解説することで、原理や法則を端的に表す便利な道具であることが実感できます。 実験もしてみよう!「風船ホバークラフト」「雲をつくってみよう」「静電気をライデン瓶でためよう」など、読むだけでも楽しい、やってみればもっと楽しい実験例を多数収録しています。

裳華房では1999年に『高温超伝導の科学』(品切れ中)を刊行したが、これ以降も超伝導分野はめざましい進展を成し遂げてきた。特に”超伝導磁束状態”の研究は基礎から応用を含む幅広い分野に波及し、改めて包括的な専門書を望む声が高まってきた。 そこで、我が国の超伝導分野の今後の発展に寄与することを目的として、超伝導磁束状態の研究を牽引してきた国内の第一線の研究者の方々に、専門的な立場から分野ごとに細かく執筆していただいた。

超伝導理論の発展過程から真に基礎的な事項を厳選し、懇切、丁寧をモットーに記述した入門書兼サブテキスト。新たに節を設け、電子-フォノン相互作用を精密化し、フォノンGreen関数を紹介するなどした新版。

大学で初めて量子力学を学ぶ学生のための自習用演習書。計算過程をできるだけ省略せずに示し、量子力学との対比を考慮して、古典論や前期量子論の限界にも言及。相対論的量子力学や電磁場の量子化にまで踏み込んだ。

本書では、多粒子系のさまざまな現代的な応用や計算法を広く述べることよりも、粒子対称性、多体波動関数、第2量子化の方法といった多粒子系の量子力学の基本的な考え方を詳しく説明すること、それから、ハートリー‐フォック近似、乱雑位相近似、摂動法、といった基本的な計算法の考え方について説明することに重点をおいた。各部分においては、実際的な例を、できるだけさまざまな領域──クォーク模型、核物質、電子ガス模型、ボース‐アインシュタイン凝縮など──からとった。これらの例は、各分野の研究内容とその発展を紹介するということよりも、多粒子系の量子力学の考え方の例として議論した。

研究の歴史から、最前線で研究されている問題、加速器や検出器の手法、スピンオフに至るまで、素粒子物理学の全貌を理論・実験の両側面から解説・紹介。知りたい事項をすぐに調べられる構成のハンドブック。

学部1年程度の力学、静電気学、数学の知識から、生体分子の統計力学を論じたものであり、特に確率論に基づく点がユニークな1冊。シンプルな系での議論を、かなり技術的な詳細に至るまで丁寧に解説する。

高校から大学レベルの物理学のすべてをわかりやすく解説。テレビでも活躍する川村教授が贈る珠玉の1冊。学びなおしに最適

本書は高校で学んだ力学を、ベクトルと微分を用いて見直し、興味をもたせることを念頭に、英語での問題も扱った。『電磁気学』同時刊。

真空の基礎科学から作成・計測・保持する技術に関わる科学的基礎を解説。真空科学・技術の過去・現在・未来が詰まった一冊。

場の量子論の標準的な教科書。輻射の量子論を簡単に復習してから、量子電磁力学の摂動論を展開。Feynman規則を導き、最低次のQED過程、輻射補正、理論の正則化を論じる。練習問題も多数収録。

量子力学上級編の教科書として、長年親しまれてきたJ．J．サクライの名著の邦訳。相互作用表示とS行列展開の一般論から、電子・光子・中間子の伝播関数や、断面積の計算方法などを理解しやすい形で解説。

量子力学上級編の教科書として、長年親しまれてきたJ．J．サクライの名著の邦訳。ラグランジュ形式の紹介から、レイリー散乱などを量子力学的に扱う方法、ディラックによる相対論的電子論とその応用などを解説。

上級クラスの固体物理学に現れる諸概念を、総合的・包括的に解説した教科書。固体における電子系の量子力学的な扱い方の基礎を紹介し、近藤問題、ボゾン化、金属超伝導、量子相転移などの具体的な諸問題を論じる。

1 力学入門(単位と物理量：運動の法則：いろいろな運動：仕事とエネルギー：運動量と角運動量)2 電磁気入門(電気と電場：電流：磁気と磁場：過渡現象と交流回路)

量子重力理論の有力候補である「ループ量子重力」の基礎を、学部学生向けに平易に解説した入門書。特殊相対性理論と電磁気学、量子力学と場の量子論の基礎などを解説。ループ量子重力の現状と課題も概観する。

電磁気学を基本中の基本から学ぶ教科書。430個の「穴埋め」と230を超える「演習問題」で電磁気学がしっかりと身につく。大学基礎教育における電磁気学の教え方に一石を投じた1冊。一部書き込み式。

電磁気学をその基礎からやさしく解説する。各事項の理解に必要な数学を本文中で解説し、電磁気学を学ぶと同時に電磁気学の理解に必要な数学をも学べるように工夫された、工学部の基礎教育における教科書。

工科系の学生を対象に、数理物理をやさしく解説。第1部では数理物理に必要な数学のうちテーマを精選して解説。第2部では解析力学、電磁気学、量子力学の3テーマに絞って基礎を解説した。

メタマテリアルは、自然界の物質では現れない特殊な機能をもたせた人工物質です。現在の研究では、特に自然界の常識を超えて光を自由自在に操ることができる材料などが注目されています。身近なものとして、どんな小さいモノでも観察できる完全レンズや伝送ロスがない光ファイバーなどへの応用が期待され、それらの開発をめぐって激しい国際競争が繰り広げられています。 本書では、メタマテリアルについての物性的な基礎、新機能を生む原理、その具体的応用や加工技術、機能を生かした新しい可能性までをわかりやすく解説。物性・応用物理分野だけでなく、材料工学を学ぶ学生や研究者をにもオススメの一冊です。

光通信、レーザー計測、イメージング…。あらゆる面で現代社会を支える光の技術。その光をコントロールする鍵が、コヒーレンスと偏光。光技術開発者に向けてウォルフが書き下ろす入魂の最新テキスト。

固体物理学の初等的教科書の最新改訂版。ナノ構造の章を加え、発展著しい超伝導と磁性体を早い段階で学習するよう章の順序を入れ替えた。上巻には、結晶構造、フォノン、半導体、金属、超伝導などを収載。

本書は，教養レベルの学生を対象にした宇宙論の変遷を学ぶ教科書である。古代の宇宙観にはじまりニュートン力学が完成した近代宇宙論を述べ，そして相対性理論と量子力学の出現によって一変した現代物理が古典宇宙論の描像を大きく塗り替えた最先端の宇宙科学までを交えて解説する。数式は出来るだけ省き(必要な箇所には Advanced というコラム的な扱いをして，読み飛ばしても良い工夫をしている。話題性となる科学ニュースも多数のコラムとして記述し，読み応えのある内容となっている。 [本文2色刷り][口絵カラー2ページ]