光の粒子性

前回は,光電効果という現象がこれまで知られていた物理ではまったく説明できないというところまで解説しました。この謎がどのように解明されたのか。 解決編,スタートです。

電磁誘導とレンツの法則

「磁場が電流をつくり出す」現象に焦点を当てていきます。高校物理の電磁気分野の中では最大の山場なので,気を引き締めていきましょう!!

光電効果

金属に光を照射すると,その金属から電子が飛び出すことが知られており,これを光電効果といいます。この光電効果こそ,19世紀末の物理学者たちを悩ませた大問題なのです!

状態変化のまとめ

定圧,定積,等温,断熱と,ここまで様々な気体の状態変化を扱ってきましたが,最後にそれらをまとめておきたいと思います。

単振り子

等速円運動の接線方向の加速度は0です。しかし,等速でない円運動ならば接線方向にも加速度をもちます。今回は振り子を例に用いて,接線方向の運動方程式を考えてみましょう!

荷電粒子の運動

ここまでの学習で,電場と磁場が電荷にどのような力を及ぼすのかが判明しています。力がわかったのだから,運動方程式を使って電荷の運動を調べてみましょう!

水平ばね振り子

単振動の基本的な知識が身についたところで,いよいよ具体的な運動を取り扱ってみましょう。例題を解きながら解説していきたいと思います!

単振動の運動方程式

運動方程式は「力を用いて加速度を求める」ものですが,単振動では先に加速度が求められました。本来の順序とは逆ですが,加速度を用いて単振動する物体にはたらく力を求めてみましょう!

モル比熱

物質の温まりにくさ・冷めにくさを表す指標である「比熱」は物理基礎で学習済みです。気体の比熱は状態変化と組み合わせると興味深い結果が得られます!

単振動の変位・速度・加速度

物体の運動を語る上で外せないのが変位と速度,それから加速度です。単振動でもこれらが重要であることは言うまでもありません。円運動をヒントにして,これらの量を求めてみましょう!

ローレンツ力

磁場の中で導線に電流を流すと,導線が力を受けることを以前学びました。今回はその電流が受ける力についてもう少し掘り下げてみたいと思います!

単振動と円運動

今回から高校力学最大の難関(?),単振動に突入します!また新しい運動ですが,内容は円運動からの続きとなります。

遠心力

前回は,加速度運動する系の中にいる観測者にしかわからない見かけの力 ー 慣性力 ー の存在を学びましたが,今回は “もう1つの慣性力” を紹介したいと思います。

慣性力

慣性の法則の例としてよく挙げられるものに,「バスが急停止すると,中にいる乗客は前方にバランスを崩す」という現象があります。今回はこの現象を “2つの視点” から解明していきましょう!

光の干渉 〜薄膜〜

シャボン玉はきれいに色づいて見えますが,その理由は光の干渉です。今回は干渉の総仕上げとして,シャボン玉が色づいて見える条件を導出してみましょう!

磁力線と磁束線

磁場の作用を考えるとき,磁場そのものよりも,周りの物質から受ける影響も含めた磁束密度を用いるほうが都合がよい,というのが前回の結論でした。今回は,磁束密度の表現方法について考えてみましょう。

透磁率と磁束密度

今回は,電流が磁場から受ける力の式に登場した,比例定数 μ(透磁率)が主役です。透磁率は単なる定数ではありません!その意味について詳しく見ていきましょう。

断熱変化

これまでに,定圧変化,定積変化,等温変化を見てきました。これで一通り終えたように思えますが,最後にもう1つ「断熱変化」を紹介したいと思います。

電流が磁場から受ける力

電流を流すと,その周囲に磁場が生じることを前回学習しました。では,はじめから磁場が存在しているところで電流を流すと何が起こるでしょうか?

円運動の運動方程式

すべての運動は運動方程式によって記述される,という話を物理基礎のところでしましたが,当然円運動も例外ではありません!円運動の運動方程式とはどのようなものでしょうか?

等温変化

気体の3つの状態量P,V,Tのうち,Pが一定の変化とVが一定の変化については考察が終わったので,今回は残る1つ,等温変化について見ていくことにしましょう!

光の干渉 〜くさび形空気層〜

今回はちょっと聞き慣れない「くさび形空気層」による光の干渉がテーマです。最大のポイントは光の反射が干渉条件に絡んでくることです。

向心力

力がはたらかなければ等速直線運動,一定の力がはたらけば等加速度運動,というように,それぞれの運動には “その運動をする理由” があります。円運動の場合,それはどんな理由なのでしょうか?

定圧変化

前回は,気体の体積を一定に保ったまま変化させることを考えましたが,今回は圧力を一定に保ったままの状態変化,すなわち,定圧変化(等圧変化)について考えましょう。

電流がつくる磁場

電気と磁気が似た性質をもっているので,「この2つは別物じゃなく,互いに関係しているんじゃないか…?」と考えるのは自然なことで,実際,密接に関連しあっています。今回はそんな電気と磁気の間の関係について見ていきましょう。

光の干渉 〜回折格子〜

「回折格子」は聞き慣れない名前ですが,ガラスの片面を引っ掻いて溝をつけたもののことです。スリットの代わりに回折格子を用いても明線が生じます。今回は回折格子の明線条件を明らかにしてみましょう。

光の干渉 〜ヤングの実験〜

光の干渉が苦手という人が多いですが,そういう人に共通してるのは,式を暗記して済まそうとしていること。光の干渉条件は,導出ができないと意味がありません!「どうやって式が得られるのか」に注目して読み進めてください。

定積変化

気体が入っている容器の容量が変化しない状態で行われる状態変化を,定積変化(等積変化)といいます。それだけだと,「体積が変化しないから何なの?」となってしまうので,もうちょっと踏み込んでみましょう。

円運動の基礎

今回からまた新しい分野に突入します。今度のテーマは「円運動」。その名の通り,ある点を中心に円を描く運動のことです。今回は初回ということで,用語を紹介していきたいと思います!

磁場(磁界)

いよいよ磁場の話題に突入します!電磁気という名前からわかるとおり,電気と磁気は互いに双璧を成しています。電気の知識だけあっても,それでは片手落ち。磁気に関する知識もバッチリ身につけていきましょう!