世界水準の物理入門
オリンピック問題で学ぶ

世界水準の物理入門

著者名 物理チャレンジ・オリンピック日本委員会 編著
発行元 丸善出版
発行年月日 2010年04月
判型 A5 210×148
ページ数 300ページ
ISBN 978-4-621-08248-5
Cコード 3042
NDCコード 420
ジャンル 物理学 >  基礎物理学

内容紹介

物理チャレンジ・国際物理オリンピックに出題された過去5年分の問題から、物理の本質に迫る良問約40題を厳選・解説した物理のおもしろさを再発見できる一冊。物理一般、力学、振動・波動、電磁気学、熱力学、現代物理の計6章からなる理論編では、それぞれが一見独立しているかのような物理の全容をつかむことができる。実際に実験をしているかのような臨場感あふれる実験編では、誤差や有効数字の考え方をまとめた「データ整理の十カ条」などで細かいところまでをフォローできる。高校物理の枠を超えた付録「物理のための数学」は物理オリンピックメダリストたちの粋を結集した物理数学のエッセンスといえる。 物理チャレンジ・オリンピックに挑戦したい中高生はもちろんのこと、世界と日本の物理教育の違いを体感したい理科や物理の先生、さらには物理が好き・物理に自信がある大学生や一般の人も楽しめるセルフコンテインドなつくりとなっている。

目次

理論編
 1章 物理一般
  基本問題
   SI単位とcgs単位/ハイヒールの圧力と象の圧力/「氷山の一角」とは何%か/太陽の高度
  発展問題
   次元解析とスケール変換/雲はなぜ落ちないのか   
 2章力学
  2.1 等加速度運動
  2.2 運動方程式
  2.3 エネルギー保存則
  2.4 万有引力の法則とケプラーの法則
  基本問題
   自転車から落ちるボールの見え方/屋上からボールを投げる/大砲の弾道/電車の運行/スカイダイ
   ビング/ゆるい坂道と急な坂道/滑る球と転がる球/冥王星探査   
  2.5 運動量保存則
  2.6 力のモーメントと角運動量
  2.7 ケプラー運動
  2.8 剛体の運動方程式とエネルギー
  発展問題
   膨張する宇宙/木星探査/地球から離れていく月   
 3章 振動・波動
  3.1 単振動
  3.2 波動
  基本問題
   正弦波のグラフ/6つのマイクで音を拾う     
  3.3 波の重ね合わせ
  3.4 ドップラー効果
  発展問題
   水面波の速さ/重力の影響を受ける中性子/連星を見極める   
 4章 電磁気学
  4.1 直流回路
  4.2 磁場と電磁誘導
  基本問題
   電池2個の回路/正四面体の回路/手回し発電機
  4.3 電荷と電場
  4.4 電流と磁場
  発展問題
   電磁波の発生/自動車のエアバッグ制御システム   
 5章 熱力学
  5.1 熱と温度
  基本問題
   熱の性質/位置エネルギーを熱に変える/理想気体の状態変化/水をお茶より熱くする/
  5.2 気体分子運動論
  5.3 熱力学第1法則
  発展問題
   レーザー光を吸収する気体/ブラウン運動/界面で沸騰する2種類の液体
 6章 現代物理
  基本問題
   一般相対論の検証実験   
  発展問題
   特殊相対論の思考実験/レーザー光で原子を冷やす/星の一生   
実験編
 1章 測定とデータ処理
  1.1 測定の工夫
  1.2 測定誤差と有効数字
  1.3 誤差
  1.4 間接測定値の誤差と誤差の伝播
  1.5 1次関数のフィッティング
  1.6 対数関数のフィッティング
  1.7 データ整理の10カ条
 2章 実験物理
  プランク定数の測定実験
   実験で使用する部品・装置/実験1 回折格子による光の干渉/実験2 発光ダイオードの電流・電
   圧特性   
  マイクロ波の干渉・回折の実験
   実験で使用する部品・装置/実験1 マイケルソン干渉計/実験2 薄膜の干渉/実験3 マイクロ
   波の回折   
付録 
 物理のための数学
  A.1 逆三角関数/A.2 極座標/A.3 テイラー展開/A.4 テイラー多項式を用いた近似式/
  A.5 複素数平面/A.6 オイラーの公式/A.7 微分方程式の解法I(変数分離型)/A.8 微
  分方程式の解法II(線形微分方程式)/A.9 偏微分方程式/A.10 微分方程式と物理

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