| はじめに |
| Chapter1 物理学の始まり |
| 古代ギリシアの考え方 当時の人々が考えた宇宙とは 10 |
| コペルニクスの美学 シンプルな美しさを持つ地動説 12 |
| 8分で始まった 物理学惑星はだ円軌道を描く 14 |
| 円運動に必要な力 中心に向かって引っ張る力 16 |
| ニュートンの万有引力の法則 万物は引き合っている 18 |
| 万有引力の検証実験 万有引力定数がわかった 20 |
| 物理学の確立 物理学的な探求の過程とは 22 |
| コラム 物理学は占星術から始まった 24 |
| Chapter2 ニュートン力学 |
| ボールを飛ばし続ける力? 自然運動と強制運動 26 |
| ガリレオの自由落下の考察 すべての物体は同じように落下する 28 |
| ボールを飛ばし続ける力などない 力と慣性の区別 30 |
| 投げ出された4種類のボールの運動 水平投射のバリエーション 32 |
| モンキーハンティング 斜方投射された物体. 34 |
| 慣性の大小 船は急に止まれない 36 |
| 運動の第1法則による力の定義 力とは速さや向きを変えるもの 38 |
| 運動方程式による力の定義 力＝質量×加速度 40 |
| 作用・反作用の法則による力の定義 力の現れ方 42 |
| ニュートンの運動の法則の意義 運動の予測ができる基本法則 44 |
| 運動量の原理 衝撃を吸収するには 46 |
| 運動量は保存される 衝突前後を比べてみると 48 |
| 工ネルギーって何だろう? エネルギーの原理 50 |
| 力学的エネルギー保存の法則 一方が増えればもう一方が減る 52 |
| 物理学の視点 時間的な見方と空間的な見方 54 |
| 物理は微分方程式で表される 位置を微分すれば速度になる 56 |
| ニュートン力学の発展 広がりを見せる力学 58 |
| コラム 素晴らしいアイデアは若いうち 60 |
| Chapter3 熱力学 |
| 物質の3つの状態 分子の運動は熱に関係する 62 |
| 温度と熱の違いは? 温度とは熱運動の激しさのこと 64 |
| 融解と凝固 とけるとか凍るってどういうこと? 66 |
| 気化と液化 速いか遅いかの違い 68 |
| 水中で気化が起きるとき 水を沸騰させると 70 |
| 物質による熱伝導率の違い 熱の伝わり方:金属は速く、空気は遅い 72 |
| 物質による比熱の違い 水は温めにくく、冷めにくい 74 |
| 圧力をくわしく考察すると その正体は分子の衝突 76 |
| 大気圧 大気の圧力は大気の重さが原因 78 |
| ボイルの法則 気体の圧力は体積に反比例する 80 |
| ストローとボイルの法則と大気圧 11mのストローは使えない 82 |
| シャルルの法則 体積は絶対温度に比例する 84 |
| 熱力学の第1法則 熱エネルギーの使い道 86 |
| 永久機関はつくれない エネルギーを使わずに永久に動く? 88 |
| 熱力学の第2法則 エネルギーは使いにくくなっていく 90 |
| コラム 冷蔵庫を開けると暑くなる 92 |
| Chapter4 波動 |
| 振動が伝わり波形が進む 波は振動と波形の繰り返し 94 |
| 波が衝突すると? 波の独立性と重ね合わせ 96 |
| 波の反射で釣り人が危ない 波の自由端反射と固定端反射 98 |
| 屈折でわかる海岸の地形 速さの違いで進路が変わる 100 |
| 横波と縦波の違いは? 振動方向が垂直が平行か 102 |
| 横波は液体中を進めない 地震の波でわかる地球の中身 104 |
| 音波は空気の振動 空気の疎密波 106 |
| 進まない波がある ギターなどの弦に生じる定常波 108 |
| ギターの音階 波長と音の高さの関係 110 |
| いろいろな定常波 ワイングラス・空気・シャボン玉の定常波 112 |
| 共振現象 固有振動にタイミングを合わせると 114 |
| 自励振動 揺らさなくても振動は生じる 116 |
| ドップラー効果 近づくと高く、遠ざかると低く聞こえる 118 |
| 波長で違う光の色 見える光と見えない光 120 |
| 物体の色は何の色? 赤色を反射するからトマトは赤い 122 |
| 空はなぜ青い? 青い光が空気によって散乱する 124 |
| 光が反射する方向は? 入射角=反射角 126 |
| 光の屈折 異なる物質に進むと光は曲がる 128 |
| 蜃気楼も光の屈折 温度差のある空気による屈折 130 |
| メガネの反射防止は光の干渉 1/4波長の厚さで反射が消える 132 |
| なぜCDから音が聞こえるの? 1/4波長の高さの突起 134 |
| コラム きれいな虹の七色はどこから? 136 |
| Chapter5 電磁気学 |
| N極だけの磁石ってつくれるの? 電磁気学の第一歩:磁石の性質 138 |
| 磁石は空間から力を受ける 磁場は磁力が働く場所 140 |
| 磁場の様子を見るには? 磁力線で表す磁場の様子 142 |
| 電気の正体 帯電は電子の過不足で生じる 144 |
| クーロンの法則 帯電した物体に働くカ 146 |
| 電気も空間から力を受ける +や-の電気がつくる電気力線はウニのとげ 148 |
| なぜ導体は電流を通しやすい? 導体と不導体 150 |
| 逆立つ髪の毛は静電誘導 不導体に生じる静電誘導 152 |
| 高さをVで表す電気の世界 電流の向きは高低差で決まる 154 |
| 電圧は電流に比例する オームの法則 156 |
| 60Wより明るい30W 並列接続、直列接続で異なる電力 158 |
| 磁石の正体は電流だ 磁石を切って小さくしていくと 160 |
| 電流も空間から力を受ける フレミングの左手の法則 162 |
| やかんがスピーカーに早変わり フレミングの左手の法則を利用して 164 |
| 磁石を動かせばコイルが電池に変身 磁場の変化は電場をつくる 166 |
| 毎日使う電気は電磁誘導でつくられる 発電機のしくみ 168 |
| 交流100Vは最大141V!? 170 |
| カセットテープの録音・再生は? マイクから録音、再生してスピーカーへ 172 |
| リニアモーターカーはなぜ浮くの? 電磁誘導でコイルが磁石に変身 174 |
| 磁場を生じさせるもう1つの原因 電場の変化も磁力線をつくる 176 |
| 電磁気学の基本法則はこれだ マクスウェル方程式 178 |
| 電磁波ってどういうもの? 空間に放出された電気力線と磁力線 180 |
| 電子レンジ 電磁波で加熱している 182 |
| 電磁波は何によってつくられる? 電場と磁場の連係プレー 184 |
| 電気も振動する コイルとコンデンサーで決まる固有振動数 186 |
| AMラジオのしくみ① 振動電流が共振するように 188 |
| AMラジオのしくみ② 振幅変調の特徴を生かして 190 |
| コラム 電磁調理器はうず電流で加熱する 192 |
| Chapter6 相対性理論 |
| 慣性系と非慣性系 慣性系どうしの関係が特殊相対論 194 |
| マイケルソンとモーリーの実験 エーテルは存在するのか? 196 |
| 特殊相対論の原理は2つ アインシュタインの登場 198 |
| 見る人によって時間が異なる① 同時なのに同時じゃない!? 200 |
| ガリレイ変換 古典的な座標変換 202 |
| ローレンツ変換 光速が一定だと時間が唯一ではなくなる 204 |
| 長さと時間はどのくらい変化するのか? 光速に近い速さで運動すると 206 |
| 見る人によって時間が異なる② 電車中央から発した光を具体的に 208 |
| 時間と空間を結びつけた時空 長さの測定も時間を結びつけて 210 |
| 特殊相対論的速度の合成 合成しても光速を超えることはない 212 |
| ミンコフスキー時空① 2つの慣性系の時刻を図で比べる 214 |
| ミンコフスキー時空② 光速不変の原理が成り立つ空間 216 |
| 特殊相対論的力学 ローレンツ変換に対応した力学 218 |
| 核エネルギー 特殊相対論的力学からわかる核エネルギーの存在 220 |
| 一般相対論の原理は2つ 慣性系から加速度系へ 222 |
| 空間がゆがむ 重力が空間をゆがめる 224 |
| 時間もゆがむ 重力が時間をゆがめる 226 |
| アインシュタインの重力場方程式 重力と時空のゆがみ 228 |
| ブラックホール 何物も脱出不可能な場所 230 |
| 物理的なものの見方 時間・空間・物質 232 |
| コラム 双子のパラドックス 234 |
| 索引 235 |
| はじめに |
| Chapter1 物理学の始まり |
| 古代ギリシアの考え方 当時の人々が考えた宇宙とは 10 |
| コペルニクスの美学 シンプルな美しさを持つ地動説 12 |
| 8分で始まった 物理学惑星はだ円軌道を描く 14 |
| 円運動に必要な力 中心に向かって引っ張る力 16 |
