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マクスウェルの方程式

索引 マクスウェルの方程式

マクスウェルの方程式(マクスウェルのほうていしき、Maxwell's equations)は、電磁場のふるまいを記述する古典電磁気学の基礎方程式である。マイケル・ファラデーが幾何学的考察から見出した電磁力に関する法則が1864年にジェームズ・クラーク・マクスウェルによって数学的形式として整理された。マクスウェル-ヘルツの電磁方程式、電磁方程式などとも呼ばれ、マクスウェルはマックスウェルとも表記される。 真空中の電磁気学に限れば、マクスウェルの方程式の一般解は、ジェフィメンコ方程式として与えられる。 なお、電磁気学の単位系は、国際単位系に発展したMKSA単位系のほか、ガウス単位系などがあるが、以下では原則として、国際単位系を用いることとする。.

176 関係: 基礎方程式偏光古典物理学古典電磁気学場の古典論場の方程式多重積分太陽磁場変位電流変圧器一般相対論の数学一般相対性理論作用 (物理学)微分作用素ナブラナビエ–ストークス方程式マイケル・ファラデーマイスナー効果マクスウェルマクスウェル (単位)マクスウェルの応力テンソルハインリヒ・ヘルツポラリトンラリタ=シュウィンガー方程式ラグランジュ力学リデン–ザックス–テラーの関係式リエナール・ヴィーヘルト・ポテンシャルレンツの法則ロバート・ミルズロンドン方程式ローレンツ力ローレンツ変換ローレンツ群ヴィルヘルム・レントゲントンネル効果プランク単位系プラズマ物理プロカ方程式パリティ (物理学)パウル・ゲルベルビオ・サバールの法則ピョートル・レベデフツェネック波ディラック方程式ファラデーの電磁誘導の法則フォトニック結晶ニュートン力学ホッジ双対ダイナモ理論...ベクトル解析アハラノフ=ボーム効果アルベルト・アインシュタインアレクサンドル・ストレトフアンペールの法則アンテナアインシュタイン・ヒルベルト作用アイコナール方程式インダクタンスウィラード・ギブズエネルギーエバネッセント場エーリッヒ・ケーラーエーテル (物理)エディントンのイプシロンオリヴァー・ヘヴィサイドオイラーの等式オイラー=ラグランジュ方程式カルツァ=クライン理論ガリレイ変換ガウスの法則ガウスの法則 (磁性)キルヒホッフの法則 (電気回路)クライン–ゴルドン方程式クーロンの法則ゲージ理論コヒーレンスシュレーディンガー方程式シーモア・クレイジョージ・フィッツジェラルドジェームズ・クラーク・マクスウェルジェフィメンコ方程式ストークスの定理スカラー場スコットランド公式先進波光の波動説光子光学光速光渦動力学的回折理論回転 (ベクトル解析)固有モード展開四元数四重極磁石BerengerのPML吸収境界条件CGS単位系現代物理学現象数理学磁場磁化磁石磁荷磁束磁束密度磁気単極子磁気リコネクション磁気ヘリシティ磁気抵抗磁気濃縮型爆薬発電機磁気流体力学磁性空間竹内淳 (物理学者)符号の規約粒子と波動の二重性縦波と横波物理学物理学における時間物理学に関する記事の一覧物理学者の一覧物理法則一覧特殊相対性理論発散定理DブレーンE-B対応とE-H対応遮蔽遮断周波数静磁場類推観測問題駿台文庫計算物理学調和振動子誘電率高周波回路超弦理論超光速通信近接作用脳磁図重ね合わせの原理量子力学自然主義的二元論電場電位電磁場電磁場の動力学的理論電磁場の量子化電磁場解析電磁ポテンシャル電磁テンソル電磁誘導電磁気学電磁気量の単位系電磁波電磁波工学電荷保存則電荷・電流密度電気電気工学電気通信電波電波工学連続の方程式FDTD法IEEEマイルストーンMKSA単位系S-双対気体分子運動論最小作用の原理流束数値流体力学数理物理学 インデックスを展開 (126 もっと) »

基礎方程式

基礎方程式(きそほうていしき)または支配方程式(しはいほうていしき、)とは、物理現象の数理モデルを構築するために、その現象を記述する物理法則を数学的な方程式で表したもの。扱う物理現象の種類の違いや、近似レベル、モデリングの違いによって、さまざまな方程式が存在する。微分方程式で表されることが多いが、それ以外のものもある。.

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偏光

偏光(へんこう、polarization)は、電場および磁場が特定の(振動方向が規則的な)方向にのみ振動する光のこと。電磁波の場合は偏波(へんぱ)と呼ぶ。光波の偏光に規則性がなく、直交している電界成分の位相関係がでたらめな場合を非偏光あるいは自然光と呼ぶ。 光電界の振幅は直交する2方向の振動成分に分解できることが分かっている。普通の光は、あらゆる方向に振動している光が混合しており、偏光と自然光の中間の状態(部分偏光)にある。このような光は一部の結晶や光学フィルターを通すことによって偏光を得ることができる。.

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古典物理学

古典物理学(こてんぶつりがく、Physics in the Classical Limit)とは、量子力学を含まない物理学。その多くは量子力学が発達する前の原理に基づいて体系だてられたものだが、量子力学と同時またはそれ以降に構築された特殊相対性理論、一般相対性理論も含まれる。現代物理学の対義語では必ずしもないので注意を要する。.

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古典電磁気学

古典電磁気学または古典電気力学は、電荷と電流の間の電磁気力について研究する理論物理学の一分野である。対応する長さや電磁場の強さが量子力学的効果に影響されないほど十分大きければ、電磁現象をうまく説明できる(量子電磁力学参照)。古典電磁気学の基礎物理学的側面は、『ファインマン物理学』、パノフスキーらの『電磁気学』、『ジャクソン電磁気学』などで紹介されている。 電磁気学は19世紀に発展したが、その中でも特にジェームズ・クラーク・マクスウェルが重要な役割を果たした。電磁気学の歴史については、パウリの『相対性理論』、数学者E・T・ホイッタカーの著書、A・パイスのアインシュタインの伝記などに詳しい。 Ribarič and Šušteršič (1990)では、1903年から1989年までの約240の文献を参照・研究し、古典電気力学の分野で現代においても未解決の1ダースほどの問題を提示している。ジャクソンが古典電気力学最大の問題としたのは、基本方程式について2つの極端な場合においてしか解が得られていないという点である。すなわち、電荷または電流が与えられ、そこから電磁場を計算して求める場合と、外部の電磁場が与えられ、荷電粒子や電流の動きを計算して求める場合である。時折、この2つを組み合わせることもある。しかし、その場合の取り扱いは段階的に行われる。まず、外部電磁場内の荷電粒子の動きをそれ自身の電磁放射を無視して計算し、次いでその軌道に基づいてその電荷の電磁放射を計算する。このような電気力学における問題の扱い方は近似的な妥当性しか持ち得ないことは明らかである。電荷と電流の相互作用やそれらが放射する電磁場は無視することができず、結果としてそうした電気力学系についての我々の理解は限定的なものとなっている。1世紀に渡る努力にもかかわらず、広く受け入れられた荷電粒子の古典的運動方程式は未だに存在しないし、関連する実験データも存在しない。.

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場(ば、field、工学分野では電界・磁界など界とも)とは、物理量を持つものの存在が、その近傍・周囲に連続的に影響を与えること、あるいはその影響を受けている状態にある空間のこと。.

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場の古典論

場の古典論、もしくは古典場の理論(classical field theory)は、(物理的な)場がどのように物質と相互作用するかについて研究する理論物理学の領域である。古典的という単語は、量子力学と協調する場の量子論(単に、場の理論とも言われる)と対比して使われる。 物理的な場は各々の空間と時間の点に物理量を対応させたとして考えることができる。例えば、天気図を考えると、ある国の一日を通じての風速は、空間の各々の点にベクトルを対応させることにより記述できる。各々のベクトルは、その点での大気の運動の方向を表現する。日が進むにつれて、ベクトルの指す方向はこの方向に応じて変化する。数学的な観点からは、古典場はファイバーバンドル((covariant classical field theory))の切断として記述される。古典場理論という用語は、電磁気と重力という自然界の基本的力のうちの 2つを記述する物理理論に共通に使われる。 物理的な場の記述は、相対論の発見の前に行われており、相対論に照らして修正された。従って、古典場の理論は通常、非相対論的と相対論的なカテゴリ分けがなされる。.

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場の方程式

場の方程式(ばのほうていしき、)とは、物理学において場について記述した方程式である。.

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多重積分

数学の微分積分学周辺分野における重積分(じゅうせきぶん、multiple integral; 多重積分)は、一変数の実函数に対する定積分を多変数函数に対して拡張したものである。n-変数函数の重積分は n-重積分とも呼ばれ、二変数および三変数函数に対する重積分は、それぞれ特に二重積分 (double integral) および三重積分 (triple integral) と呼ばれる。.

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太陽磁場

太陽磁場(たいようじば)とは、太陽内部で生成され、太陽光球面、彩層、コロナ、さらには太陽系内空間へと伸びている磁場を指す。磁場は、太陽フレアなどの突発的な活動現象、黒点の11年周期変動、コロナ加熱問題などの、太陽のエネルギー輸送変動の鍵となる物理量である。 太陽は磁場とプラズマにより構成されているため、太陽における磁場の時間変化は磁気流体力学によって記述される。また、太陽磁場の増幅・変動に関わる物理機構を太陽ダイナモと呼ぶ。太陽磁場は、太陽内部の流体速度をそのエネルギー源としていると考えられているが、完全には理解されていない。ガス対流の乱雑さがある程度まで大きくなると、太陽全体に表れる磁場変動が出現するという。.

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変位電流

変位電流(へんいでんりゅう)とは電束電流(でんそくでんりゅう)とも言い、電束密度の閉曲面における法線成分の面積分が時間的に変位し発生する電流である。電束密度をD、閉曲面をSとすると次の式で表せる。 電流により、磁界が発生するが、変位電流は具体的に電荷の移動に伴って発生するものではないので、「変位」という名称が付けられている。単位は同じくクーロン毎秒である。 ジェームズ・クラーク・マクスウェルが、電磁気に関する第三論文「電磁場の動力学的理論」で初めて導入し、著書『電気磁気論』にも記したもの。 この変位電流の導入によって、マクスウェルの方程式は完成し、そこから電磁波や光速度が導かれることになった。.

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変圧器

・変電所の大型変圧器 変圧器(へんあつき、transformer、Voltage converter)は、交流電力の電圧の高さを電磁誘導を利用して変換する電力機器・電子部品である。変成器(へんせいき)、トランスとも呼ぶ。電圧だけでなく電流も変化する。 交流電圧の変換(変圧)、インピーダンス整合、平衡系-不平衡系の変換に利用する。.

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一般相対論の数学

一般相対論の数学(いっぱんそうたいろんのすうがく、Mathematics of general relativity)では、アインシュタインの一般相対論の研究や定式化に使われる様々な数学的構造と技法について述べる。重力の幾何学的理論での主なツールは、擬リーマン多様体(もしくは、ローレンツ多様体)上に定義されるテンソル場である。本記事は、一般相対論の数学についての一般的な記述である。.

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一般相対性理論

一般相対性理論(いっぱんそうたいせいりろん、allgemeine Relativitätstheorie, general theory of relativity)は、アルベルト・アインシュタインが1905年の特殊相対性理論に続いて1915年から1916年にかけて発表した物理学の理論である。一般相対論(いっぱんそうたいろん、general relativity)とも。.

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作用 (物理学)

物理学における作用(さよう、action)は、の動力学的な性質を示すもので、数学的には経路トラジェクトリとか軌道とも呼ばれる。を引数にとる実数値の汎関数として表現される。一般には、異なる経路に対する作用は異なる値を持つ。古典力学においては、作用の停留点における経路が実現される。この法則を最小作用の原理と呼ぶ。 作用は、エネルギーと時間の積の次元を持つ。従って、国際単位系 (SI) では、作用の単位はジュール秒 (J⋅s) となる。作用の次元を持つ物理定数としてプランク定数がある。そのため、プランク定数は作用の物理的に普遍な単位としてしばしば用いられる。なお、作用と同じ次元の物理量として角運動量がある。 物理学において「作用」という言葉は様々な意味で用いられる。たとえば作用・反作用の法則や近接作用論・遠隔作用論の中で論じられる「作用」とは物体に及ぼされる力を指す。本項では力の意味での作用ではなく、解析力学におけるラグランジアンの積分としての作用についてを述べる。.

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微分作用素

数学における微分作用素(differential operator)は、微分演算 の函数として定義された作用素である。ひとまずは表記法の問題として、微分演算を(計算機科学における高階函数と同じ仕方で)入力函数を別の函数を返す抽象的な演算と考えるのが有効である。 本項では、最もよく扱われる種類である線型作用素を主に扱う。しかし、のような非線型微分作用素も存在する。.

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ナブラ

ベクトル解析における演算子 ∇(ナブラ、nabla, del)は、ベクトル微分演算を表し、特に一次元の領域で定義された函数に施すとき、微分積分学で定義される通常の微分 D.

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ナビエ–ストークス方程式

ナビエ–ストークス方程式(ナビエ–ストークスほうていしき、Navier–Stokes equations)は、流体の運動を記述する2階非線型偏微分方程式であり、流体力学で用いられる。アンリ・ナビエとジョージ・ガブリエル・ストークスによって導かれた。NS方程式とも略される。ニュートン力学における運動の第2法則に相当し、運動量の流れの保存則を表す。.

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マイケル・ファラデー

マイケル・ファラデー(Michael Faraday, 1791年9月22日 - 1867年8月25日)は、イギリスの化学者・物理学者(あるいは当時の呼称では自然哲学者)で、電磁気学および電気化学の分野での貢献で知られている。 直流電流を流した電気伝導体の周囲の磁場を研究し、物理学における電磁場の基礎理論を確立。それを後にジェームズ・クラーク・マクスウェルが発展させた。同様に電磁誘導の法則、反磁性、電気分解の法則などを発見。磁性が光線に影響を与えること、2つの現象が根底で関連していることを明らかにした entry at the 1911 Encyclopaedia Britannica hosted by LovetoKnow Retrieved January 2007.

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マイスナー効果

マイスナー効果(マイスナーこうか Meissner effect, Meißner Ochsenfeld Effekt)は、超伝導体が持つ性質の1つであり、遮蔽電流(永久電流)の磁場が外部磁場に重なり合って超伝導体内部の正味の磁束密度をゼロにする現象である。マイスナー―オクセンフェルト効果 、あるいは完全反磁性とも呼ばれる。.

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マクスウェル

マクスウェル、マックスウェル(Maxwell)は、イギリスの姓。.

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マクスウェル (単位)

マクスウェル(maxwell、記号 Mx)は、CGS電磁単位系・ガウス単位系における磁束の単位である。その名前は、マクスウェルの方程式を導出したジェームズ・クラーク・マクスウェルに因む。 1マクスウェルは、1アブボルトの誘導起電力を生じるのに必要な1秒あたりの磁束の変化量と定義される。アブボルト (1 abV.

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マクスウェルの応力テンソル

マクスウェルの応力テンソル(マクスウェルのおうりょくテンソル、Maxwell stress tensor)とは、電磁場の応力テンソルである。 マクスウェル応力は電磁場の運動量の流れの密度を表す。 マクスウェル応力 T は で定義される。 真空中においては となる。.

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ハインリヒ・ヘルツ

ハインリヒ・ルドルフ・ヘルツ(Heinrich Rudolf Hertz, 1857年2月22日 - 1894年1月1日)は、ドイツの物理学者。マックスウェルの電磁気理論をさらに明確化し発展させた。1888年に電磁波の放射の存在を、それを生成・検出する機械の構築によって初めて実証した。.

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ポラリトン

ポラリトン(Polariton)は、分極と電磁波の混合状態のことで、光学フォノンとフォトンとのカップリングによって生成されるボーズ準粒子のことである。 理論上、光などの電磁波は、真空中では何の干渉も受けない純粋な電磁波として、光速度で自由に伝播できると仮想されている。しかし、現実には完全な真空と言える空間は存在しないため、光などの電磁波は常に物質と電磁的な相互作用を及ぼしあって、半分は光の波、半分は物質の波と言える、自由に伝播できない状態になりながら伝わっている。この状態のエネルギーの伝播は粒子性を示すため、概念上考えられる、半分は光で半分は物質という混合状態の準粒子が、ポラリトンである。 自由を奪われているため、ポラリトンは光速度以下でしか伝播されない。光速度一定の概念は理論上仮想されているものにすぎず、現実の宇宙空間は完全な真空ではないため、そのような純粋な電磁波の伝播は起こり得ない。物理的に検出可能な光などの電磁波は必ず物質との相互作用を伴うため、ポラリトンの状態になっていない純粋なフォトン(光の粒子)は仮想の存在にすぎず、直接観測することは事実上不可能である。.

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ラリタ=シュウィンガー方程式

場の量子論において、ラリタ=シュウィンガー方程式(ラリタ=シュウィンガーほうていしき、Rarita–Schwinger equation)は、スピン3/2を持つ相対論的なフェルミ粒子、及びそれと対応するベクトル・スピノル場(ラリタ=シュウィンガー場)を記述する運動方程式である。1941年にウィリアム・ラリタとジュリアン・シュウィンガーによって初めて導入された。 ラリタ=シュウィンガー方程式は以下のように表記される。 ここで、\epsilon^は4階の完全半対称テンソル、γνとγ5はガンマ行列、mは場の質量、ψσは通常の4成分ディラック場に時空4成分の添え字がついた16成分のベクトル・スピノル場である。 この方程式は、スピン3/2を持つバリオン(デルタ粒子など)や超対称性粒子であるグラビティーノを記述する際に用いられる。 質量0のラリタ=シュウィンガー方程式はゲージ不変性が成り立ち、任意のスピノル場 \mathcal を用いたゲージ変換 \psi_\mu \rightarrow \psi_\mu + \partial_\mu \epsilon の下で不変となる。これは、ラリタ=シュウィンガー場がスピノル場であると同時にベクトル場でもあることによる性質の一つである。 ラリタ=シュウィンガー方程式にはディラック方程式と同様に、ワイル表示やマヨラナ表示が存在する。.

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ラグランジュ力学

ラグランジュ力学(英語:Lagrangian mechanics)は、一般化座標とその微分を基本変数として記述された古典力学である。フランスの物理学者ジョゼフ=ルイ・ラグランジュが創始した。後のハミルトン力学と同様にニュートン力学を再定式化した解析力学の一形式である。.

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リデン–ザックス–テラーの関係式

物性物理学においてリデン–ザックス–テラーの関係式(LST関係式)とは、イオン結晶の長波長、つまり波数ゼロでの縦光学フォノン(LOフォノン)の固有振動数(\omega_L)と横光学フォノン(TOフォノン)の固有振動数(\omega_T)の比についての関係式のこと 。 ここで\varepsilon_(または\varepsilon(0))は静的誘電率、\varepsilon_(または\varepsilon(\omega_s))は可視領域の振動数での誘電率 。 名前はR.

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リエナール・ヴィーヘルト・ポテンシャル

リエナール・ヴィーヘルト・ポテンシャル(Liénard–Wiechert potentials)は点電荷の運動によって生じる古典的な電磁場を記述する、ローレンツ・ゲージにおけるベクトル・ポテンシャルとスカラー・ポテンシャルの総称である。名前は提案者であるとエミール・ヴィーヘルトに因む。 リエナール・ヴィーヘルト・ポテンシャルはマクスウェルの方程式から直接導かれ、点電荷の任意の運動に対する時間変化する電磁場を完全に、相対論的に正しく記述する。しかしながら、場を古典的に扱うため量子力学的な効果は記述できない。 波によって表される電磁輻射はリエナール=ヴィーヘルト・ポテンシャルから得ることができる。 リエナール・ヴィーヘルト・ポテンシャルの表式は、一部を1898年にアルフレド=マリー・リエナールが、1900年から1900年初頭にかけてエミール・ヴィーヘルトがそれぞれ独立に与えた。.

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レンツの法則

レンツの法則 (Lenz's law) とは、19世紀のロシアの物理学者、ハインリヒ・レンツ (Lenz)によって発見された電磁誘導に関する法則。 何らかの原因によって誘導電流が発生する場合、電流の流れる方向は誘導電流の原因を妨げる方向と一致するというもの。例えばコイルに軸方向から棒磁石を近づけると誘導電流が流れる。コイルに電流が流れると磁場が生じるが、この磁場はレンツの法則が示唆する向き、すなわち棒磁石の接近を妨げる向きとなる。 E ,コイルを境界とする面を貫く磁束を\Phi, コイルの巻き数をNとすれば, --> E.

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ロバート・ミルズ

バート・ミルズ(Robert L. Mills, 1927年4月15日 - 1999年10月27日)はアメリカの 物理学者、 場の量子論、 合金の理論、 多体問題に業績を上げた。1953年ブルックヘブン国立研究所で、楊振寧と出会い、翌年、ヤン-ミルズの式を発表した。 ニュージャージー州に生まれた。数学的な才能を発揮して1948年プットナム・コンペティションの優勝者となった。ケンブリッジ大学とコロンビア大学で物理を学んだ。プリンストン高等研究所で研究した後、1956年からオハイオ大学の物理学の教授になり1995年までその職にあった。 ヤン-ミルズの式は ここで F μνはヤン-ミルズの場の強さ、εは電荷に相当する。bμは場のポテンシャルである。Jμは関係する電流を示す。マクスウェルの方程式は場のポテンシャルに場の強さが影響を与えない場合になりたつ式である。 Category:アメリカ合衆国の物理学者 Category:オハイオ大学の教員 Category:ブルックヘブン国立研究所の人物 Category:プリンストン高等研究所の人物 Category:ニュージャージー州イングルウッド出身の人物 Category:1927年生 Category:1999年没.

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ロンドン方程式

ンドン方程式(ロンドンほうていしき、London equation)とは、超伝導の特徴の1つであるマイスナー効果に対して現象論的な解釈を与える方程式のことである。 ロンドン兄弟(フリッツ・ロンドンとハインツ・ロンドン)によって導きだされたのでロンドン方程式という。この方程式で使うλ(ラムダ)をロンドンの侵入長(しんにゅうちょう、London penetration depth)という。.

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ローレンツ力

ーレンツ力(ローレンツりょく、Lorentz force)は、電磁場中で運動する荷電粒子が受ける力のことである。 名前はヘンドリック・ローレンツに由来する。.

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ローレンツ変換

ーレンツ変換(ローレンツへんかん、Lorentz transformation)は、2 つの慣性系の間の座標(時間座標と空間座標)を結びつける線形変換で、電磁気学と古典力学間の矛盾を回避するために、アイルランドのジョセフ・ラーモア(1897年)とオランダのヘンドリック・ローレンツ(1899年、1904年)により提案された。 アルベルト・アインシュタインが特殊相対性理論(1905年)を構築したときには、慣性系間に許される変換公式として、理論の基礎を形成した。特殊相対性理論では全ての慣性系は同等なので、物理法則はローレンツ変換に対して不変な形、すなわち同じ変換性をもつ量の間のテンソル方程式として与えられなければならない。このことをローレンツ不変性(共変性)をもつという。 幾何学的には、ミンコフスキー空間における 2 点間の世界間隔を不変に保つような、原点を中心にした回転変換を表す(ミンコフスキー空間でみたローレンツ変換節参照)。.

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ローレンツ群

ヘンドリック・アントーン・ローレンツ (1853–1928)  物理学および数学において、ローレンツ群 (Lorentz group) は、(重力を除いた)全ての古典的な設定における物理現象を説明する基礎となる、ミンコフスキー時空上の全てのローレンツ変換が成す群である。ローレンツ群の名前はオランダ人物理学者ヘンドリック・ローレンツに因む。 ローレンツ変換の下では、次の法則および等式が不変に保たれる。.

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ヴィルヘルム・レントゲン

ヴィルヘルム・コンラート・レントゲン(、1845年3月27日 – 1923年2月10日)は、ドイツの物理学者。1895年にX線の発見を報告し、この功績により、1901年、第1回ノーベル物理学賞を受賞した。.

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トンネル効果

トンネル効果 (トンネルこうか) 、量子トンネル(りょうしトンネル )、または単にトンネリングとは、古典力学的には乗り越えられないはずのを粒子があたかも障壁にあいたトンネルを抜けたかのように通過する量子力学的現象である。太陽のような主系列星で起こっている核融合など、いくつかの物理的現象において欠かせない役割を果たしている。トンネルダイオード、量子コンピュータ、走査型トンネル顕微鏡などの装置において応用されているという意味でも重要である。この効果は20世紀初頭に予言され、20世紀半ばには一般的な物理現象として受け入れられた。 トンネリングはハイゼンベルクの不確定性原理と物質における粒子と波動の二重性を用いて説明されることが多い。この現象の中心は純粋に量子力学的な概念であり、量子トンネルは量子力学によって得られた新たな知見である。.

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プランク単位系

プランク単位系(プランクたんいけい)は、マックス・プランクによって提唱された自然単位系である。 プランク単位系では以下の物理定数の値を 1 として定義している。 プランク単位系は物理学者によって「神の単位」と半ばユーモラスに言及される。自然単位系は「人間中心的な自由裁量が除かれた単位系」であり、ごく一部の物理学者は「地球外の知的生命体も同じ単位系を使用しているに違いない」と信じている。 プランク単位系は、物理学者が問題を再構成するのに役立つ。.

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プラズマ物理

プラズマ物理(プラズマぶつり)では、プラズマを理解するのに有用なもろもろの物理的概念を解説する。プラズマの全般的解説については項目プラズマを参照。.

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プロカ方程式

場の量子論において、プロカ方程式(プロカほうていしき、Proca equation)は、スピン1を持ち、0でない質量を持つ相対論的なボース粒子、及びそれと対応するベクトル場を記述する運動方程式である。質量が0のプロカ方程式はマクスウェル方程式である。名称はルーマニア出身の物理学者アレクサンドル・プロカに由来する。 プロカ方程式は以下のように表記される。 ここで、Aνは実ベクトル場、mはベクトル場の質量であり、ミンコフスキー空間の計量テンソルはdiag(+1, -1, -1, -1)を採用している。この形式を見れば分かるように、プロカ方程式はクライン=ゴルドン方程式で記述されるスカラー場を、時空について4成分のベクトル場と入れ換えた式である。.

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パリティ (物理学)

物理学において、パリティ変換 (parity transformation) は一つの空間座標の符号を反転させることである。パリティ反転 (parity inversion) とも呼ぶ。一般的に、三次元におけるパリティ変換は空間座標の符号を三つとも同時に反転することで記述される: パリティ変換の3×3行列表現 P は−1に等しい行列式を持つため、1に等しい行列式を持つ回転へ還元することができない。対応する数学的概念は点対称変換である。 二次元平面では、パリティ変換は全ての条件の同時反転、数学的には180°の回転ではない。P行列の行列式が−1であること、つまりパリティ変換はxとyの両方ではなくどちらかの符号を反転させる二次元での180°回転ではないということが重要である。.

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パウル・ゲルベル

パウル・ゲルベル(Paul Gerber, 1854年 - 1909年8月13日)は、ドイツの物理学者。 ベルリン生まれ。1872年から1875年までベルリンで学び、1877年にシュタルガルト・イン・ポンメルン(現在のポーランド領スタルガルト・シュチェチンスキ)の高校の教師となった。重力の伝達速度と水星の近日点移動に関する議論を呼んだ理論で知られる。 1909年、フライブルク・イム・ブライスガウで死去。.

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ビオ・サバールの法則

ビオ・サバールの法則(ビオ・サバールのほうそく、Biot–Savart law)とは電流の存在によってその周りに生じる磁場を計算する為の電磁気学における法則である。この法則は静電場に対するクーロンの法則に対応する。 この法則によって磁場は距離、方向、およびその電流の大きさなどに依存することが論じられる。この法則は静的な近似の元ではアンペールの法則および磁場に対するガウスの法則と同等のものである。 1820年にフランスの物理学者ジャン=バティスト・ビオとフェリックス・サヴァールによって発見された。.

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ピョートル・レベデフ

ピョートル・ニコラエヴィチ・レベデフ(Пётр Николаевич Лебедев、、1866年3月8日 モスクワ - 1912年3月14日 モスクワ)はロシアの物理学者である。.

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ツェネック波

気-銀界面におけるツェネック表面波の電界 ツェネック波 (ツェネック表面波、ゾンマーフェルト・ツェネック表面波)は異なる誘電率を有する2つの均質媒質間の平面もしくは球界境界面上に複素ブリュースター角で入射する不均質・不均一の電磁平面波Goubau, G.,, Zeitschrift für Angewandte Physik, Vol.

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ディラック方程式

ディラック方程式(ディラックほうていしき)はフェルミ粒子を記述するディラック場が従う基礎方程式である。ポール・ディラックにより相対論的量子力学として導入され、場の量子論に受け継がれている。.

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ファラデーの電磁誘導の法則

ファラデーの電磁誘導の法則(ファラデーのでんじゆうどうのほうそく、Faraday's law of induction)とは、電磁誘導において、1つの回路に生じる誘導起電力の大きさはその回路を貫く磁界の変化の割合に比例するというもの。ファラデーの誘導法則ともよばれる。また、ファラデーの電気分解の法則との混同のおそれのない場合は、単にファラデーの法則と呼称されることもある。.

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フォトニック結晶

天然のフォトニック結晶であるオパール。オパール組織内では誘電率が光の波長オーダーである数百nmごとに変化しているため構造色を生じ、特有の色合いが生まれている フォトニック結晶(フォトニックけっしょう、photonic crystal)とは屈折率が周期的に変化するナノ構造体であり、その中の光(波長が数百-数千nmの電磁波)の伝わりかたはナノ構造によって制御できる。基本研究とともに応用開発がさかんに進められており、商業的な応用も登場している。.

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ニュートン力学

ニュートン力学(ニュートンりきがく、)は、アイザック・ニュートンが、運動の法則を基礎として構築した、力学の体系のことである『改訂版 物理学辞典』培風館。。 「ニュートン力学」という表現は、アインシュタインの相対性理論、あるいは量子力学などと対比して用いられる。.

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ホッジ双対

数学において、ホッジスター作用素(ホッジスターさようそ、Hodge star operator)、もしくは、ホッジ双対(ホッジそうつい、Hodge dual)は、(Hodge)により導入された線型写像である。ホッジ双対は、有限次元の向き付けられた内積空間の外積代数の上で定義される -ベクトルのなす空間から-ベクトルのなす空間への線形同型である。 他のベクトル空間に対する多くの構成と同様に、ホッジスター作用素は多様体の上のベクトルバンドルへの作用に拡張することができる。 たとえば余接束の外積代数(すなわち、多様体上の微分形式の空間)に対して、ホッジスター作用素を用いてラプラス=ド・ラーム作用素を定義し、コンパクトなリーマン多様体上の微分形式のホッジ分解を導くことができる。.

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ダイナモ理論

ダイナモ理論(ダイナモりろん、)とは、地球や太陽などの天体が内部の流体運動によって大規模な磁場を生成・維持する働きを記述する理論である。ダイナモ効果、ダイナモ作用とも呼ばれる。天体の磁場は、大規模な電流によって支えられているという意味で、電磁石であると考えられている。電流が電磁石を作るという意味では、磁場は、発電機(ダイナモ)のように生成・維持されている。.

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ベクトル解析

ベクトル解析(ベクトルかいせき、英語:vector calculus)は空間上のベクトル場やテンソル場に関する微積分に関する数学の分野である。 多くの物理現象はベクトル場やテンソル場として記述されるため、ベクトル解析は物理学の様々な分野に応用を持つ。 物理学では3次元ユークリッド空間上のベクトル解析を特によく用いられるが、ベクトル解析は一般のn次元多様体上で展開できる。.

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アハラノフ=ボーム効果

アハラノフ=ボーム効果(アハラノフ=ボームこうか、Aharonov–Bohm effect)は、電子のような電荷を持つ粒子が、空間の電磁場のない領域において電磁ポテンシャルの影響を受ける現象である。アハラノフ=ボーム効果の名は、1959年にその存在を指摘したヤキール・アハラノフとデヴィッド・ボームに因み、両名の頭文字を取ってAB効果(AB effect)と略記されることもある。また、ときにアハラノフの名はアハロノフとも綴られる。 アハラノフ=ボーム効果は、電荷を持つ粒子に対するハミルトニアンが電磁ポテンシャルを含むことと、シュレーディンガー方程式などの量子力学における基本方程式がゲージ変換に対して不変であることに関係している。ハミルトニアンが電磁ポテンシャルを含むことは古典論における解析力学からの結果であり、また量子力学においては、正準量子化の方法を経て量子力学が古典力学と対応するための要請である。ゲージ変換に対する不変性については、古典的な電磁気学におけるマクスウェル方程式がゲージ変換不変であることからの要請である。アハラノフ=ボーム効果はこれらの古典論からの要請を量子力学に適用した場合に現れる量子効果であると言える。.

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アルベルト・アインシュタイン

アルベルト・アインシュタイン日本語における表記には、他に「アルト・アインシュタイン」(現代ドイツ語の発音由来)、「アルト・アインタイン」(英語の発音由来)がある。(Albert Einstein アルベルト・アインシュタイン、アルバート・アインシュタイン アルバ(ー)ト・アインスタイン、アルバ(ー)タインスタイン、1879年3月14日 - 1955年4月18日)は、ドイツ生まれの理論物理学者である。 特殊相対性理論および一般相対性理論、相対性宇宙論、ブラウン運動の起源を説明する揺動散逸定理、光量子仮説による光の粒子と波動の二重性、アインシュタインの固体比熱理論、零点エネルギー、半古典型のシュレディンガー方程式、ボーズ=アインシュタイン凝縮などを提唱した業績などにより、世界的に知られている偉人である。 「20世紀最高の物理学者」や「現代物理学の父」等と評され、それまでの物理学の認識を根本から変えるという偉業を成し遂げた。(光量子仮説に基づく光電効果の理論的解明によって)1921年のノーベル物理学賞を受賞。.

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アレクサンドル・ストレトフ

アレクサンドル・グリゴレヴィチ・ストレトフ(、英:Aleksandr Grigor'evich Stoletov、1839年8月10日 - 1896年5月27日)はロシア帝国の物理学者、電子工学者。光電効果の研究で知られる。.

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アンペールの法則

アンペールの法則(アンペールのほうそく; Ampère's circuital law)は電流とそのまわりにできる磁場との関係をあらわす法則である。1820年にフランスの物理学者アンドレ=マリ・アンペール(André-Marie Ampère)が発見した。.

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アンテナ

アンテナ(antenna)とは、高周波エネルギーを電波(電磁波)として空間に放射(送信)したり、逆に空間の電波(電磁波)を高周波エネルギーへ相互に変換(受信)する装置のことで、日本語だと空中線と呼ばれ、英語における本来の意味だと昆虫の触角を意味している。  アンテナは、その用途から送信用と受信用に分けられるが、可逆性を備えている物なら送受信の兼用が可能である。.

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アインシュタイン・ヒルベルト作用

アインシュタイン・ヒルベルト作用()、あるいはヒルベルト作用は、一般相対性理論において、最小作用の原理を通してアインシュタイン方程式を導く作用である。 この作用は、1915年にダフィット・ヒルベルトにより最初に提案された。 (- + + +) 計量符号を用いると、作用の重力場の部分は で与えられる。 ここに g.

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アイコナール方程式

幾何光学において、アイコナール方程式は光の伝播をあらわす基礎方程式である。 形式的には解析力学のハミルトン=ヤコビの方程式と同じ形である。 幾何光学の近似(波長が十分小さい)のもとで、マクスウェルの方程式から等位相面をあらわす量L(\boldsymbol)(アイコナール)をあらわす以下の式を得る。 \left| \operatorname\,L \right|^2.

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インダクタンス

インダクタンス(inductance)は、コイルなどにおいて電流の変化が誘導起電力となって現れる性質である。誘導係数、誘導子とも言う。インダクタンスを目的とするコイルをインダクタといい、それに使用する導線を巻線という。.

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ウィラード・ギブズ

ョサイア・ウィラード・ギブズ ジョサイア・ウィラード・ギブズ(Josiah Willard Gibbs, 1839年2月11日 - 1903年4月28日)はアメリカコネチカット州ニューヘイブン出身の数学者・物理学者・物理化学者で、エール大学(イェール大学)教授。 熱力学分野で熱力学ポテンシャル、化学ポテンシャル概念を導入し、相平衡理論の確立、相律の発見など、今日の化学熱力学の基礎を築いた。統計力学の確立にも大きく貢献した。ギブズ自由エネルギーやギブズ-デュエムの式、ギブズ-ヘルムホルツの式等にその名を残している。 ベクトル解析の創始者の一人として数学にも寄与している。 ギブズの科学者としての経歴は、4つの時期に分けられる。1879年まで、ギブズは、熱力学理論を研究した。1880年から1884年までは、ベクトル解析分野の研究を行った。1882年から1889年までは、光学と光理論の研究をした。1889年以降は、統計力学の教科書作成に関わった。なお、彼の功績を称えて、小惑星(2937)ギブズが彼の名を取り命名されている。.

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エネルギー

ネルギー(、)とは、.

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エバネッセント場

バネッセント場(エバネッセントば、)とは、電磁波(光)が特定の条件下において金属など反射性の媒質内部に誘起する電磁場の変動をいう。エバネッセント場から放出(反射)される電磁波はエバネッセント波やエバネッセント光、近接場光と呼ばれる。 屈折率の高い媒質から低い媒質に電磁波が入射する場合、入射角をある臨界角以上にすると電磁波は全反射するが、その際には波数の(境界面に対する)垂直成分が虚数になっている為に、1波長程度まで低媒質側の内部に電磁波が浸透することになる。 エバネッセント波は反射した物体の表面近傍の状態を観測できる為に近年注目を集めている。ひとつには屈折とは異なる物理現象である為に、波長よりも短い構造を反映することができ波長による回折限界を超えた分解能での観測が可能になる。この原理を応用した観測装置として、フォトン走査型近接場光顕微鏡が挙げられる。 あるいは、光が試料の表面内部に浸透するので、反射光を用いる赤外吸光分析の一種、減衰全反射(ATR)法などにも応用されている。 また、負の屈折率を持つメタマテリアルではエバネッセント場の強度が指数関数的に増大するため、境界面より離れた位置でもエバネッセント場による観測が可能となり、特に完全レンズにおいては無限の解像度が得られる。.

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エーリッヒ・ケーラー

ハンブルグにて) エーリッヒ・ケーラー(, 1906年1月16日 - 2000年5月31日)は、ドイツの数学者および哲学者。ライプツィヒ生まれ、ハンブルク近郊のにて没。.

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エーテル (物理)

ーテル は、主に19世紀までの物理学で、光が伝播するために必要だと思われた媒質を表す術語である。現代では特殊相対性理論などの理論がエーテルの概念を用いずに確立されており、エーテルは廃れた物理学理論の一部であると考えられている。 このエーテルの語源はギリシア語のアイテール であり、ラテン語を経由して英語になった。アイテールの原義は「燃やす」または「輝く」であり、古代ギリシア以来、天空を満たす物質を指して用いられた。英語ではイーサーのように読まれる。.

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エディントンのイプシロン

ディントンのイプシロンは、数学で用いられる記号。交代記号、レヴィ.

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オリヴァー・ヘヴィサイド

リヴァー・ヘヴィサイド(Oliver Heaviside, 1850年5月18日 - 1925年2月3日)はイギリスの電気技師、物理学者、数学者である。幼時に猩紅熱に罹患したことにより難聴となった。正規の大学教育を受けず研究機関にも所属せず、独学で研究を行った。電気回路におけるインピーダンスの概念の導入、複素数の導入や「ヘヴィサイドの演算子法」といった物理数学の方法を開発するなど、大きな功績を残した。また、インダクタンスやコンダクタンスなど、回路理論用語のいくつかを提唱した。.

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オイラーの等式

イラーの等式(オイラーのとうしき、Euler's identity)とは、解析学における等式 であり、その名はレオンハルト・オイラーに因む。ここに、 である。.

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オイラー=ラグランジュ方程式

イラー=ラグランジュ方程式(オイラー=ラグランジュほうていしき、Euler–Lagrange equation)は汎関数の停留値を与える関数を求める微分方程式である。 オイラーとラグランジュらの仕事により1750年代に発展した。 単に、オイラー方程式、ラグランジュ方程式とも呼ばれる。 ニュートン力学における運動方程式をより数学的に洗練された方法で定式化しなおしたもので、物理学上重要な微分方程式である。 オイラー=ラグランジュ方程式を基礎方程式としたニュートン力学の定式化をラグランジュ形式の解析力学と呼ぶ。.

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カルツァ=クライン理論

ルツァ=クライン理論(カルツァ=クラインりろん、Kaluza-Klein theory、KK理論)は、重力と電磁気力を統一するために五次元以上の時空を仮定する理論である。理論物理学者のテオドール・カルツァが1921年に提唱し、1926年にオスカル・クラインが修正した。.

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ガリレイ変換

リレイ変換(ガリレイへんかん、)とはある慣性系における物理現象の記述を別の慣性系での記述に変換するための座標変換の方法の一つである。ニュートンの運動方程式を不変に保つため、ガリレイ変換の前後でニュートン力学の法則は不変に保たれる。対して相対論的運動方程式やマクスウェルの方程式は不変に保たないため、光速に近い速度の関わる物理現象に適用すると現実の物理法則と乖離する。なお相対論的効果も考慮した変換はローレンツ変換を参照。.

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ガウスの法則

ウスの法則とは(ガウスのほうそく、)とは、カール・フリードリヒ・ガウスが1835年に発見し、1867年に発表した電荷と電場の関係をあらわす方程式である。この式はジェームズ・クラーク・マクスウェルにより数学的に整備され、マクスウェルの方程式の1つとなった。電気におけるアンペールの法則とみなすこともできる。 ちなみに、単位のガウスは磁束密度の単位であり、電場を扱うこの法則とは全く関係がない。.

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ガウスの法則 (磁性)

ウスの法則(磁場)(ガウスのほうそく)はマクスウェル方程式の一つに数えられる、磁場の構造に関する法則である。電場と電荷に対する同様の法則もガウスの法則と呼ばれる。(基本的にガウスの法則と言えば電場に対するものを意味する。)電磁気学の基礎法則の一つである。 この法則は磁場Bの発散は0となること、すなわち磁力線は必ず閉曲線となることを主張する。つまりこの世界に磁気単極子が存在せず、磁気双極子として存在していることを意味する。ただし電磁気学は磁気単極子が存在しないことを前提条件として構築された理論であるため、もし磁気単極子が発見された場合には厳密な研究の下にこの法則は修正される必要がある。 この法則は「磁束保存の法則」とも呼ばれる。.

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キルヒホッフの法則 (電気回路)

ルヒホッフの法則(キルヒホッフのほうそく、Kirchhoffsches Strahlungsgesetz)は、電気回路において任意の節点に流れ込む電流の総和、および任意の閉路の電圧の総和に関する法則である。線型回路、非線型回路を問わず成り立つ。電気工学で広く用いられる。ドイツの1845年物理学者グスタフ・キルヒホフが発見した。 キルヒホッフの法則には電流則と電圧則がある。両法則ともマクスウェルの方程式から直接得ることはできるが、キルヒホッフはマクスウェルに先行して、代わりにゲオルク・オームによる研究を一般化した。.

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クライン–ゴルドン方程式

ライン–ゴルドン方程式 (クライン–ゴルドンほうていしき、Klein–Gordon equation) は、スピン0の相対論的な自由粒子を表す場(クライン–ゴルドン場)が満たす方程式である。スウェーデン人物理学者オスカル・クラインとドイツ人物理学者ヴァルター・ゴルドンにちなんで名づけられた。.

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クーロンの法則

ーロンの法則(クーロンのほうそく、Coulomb's law)とは、荷電粒子間に働く反発し、または引き合う力がそれぞれの電荷の積に比例し、距離の2乗に反比例すること(逆2乗の法則)を示した電磁気学の基本法則。 ヘンリー・キャヴェンディッシュにより1773年に実験的に確かめられ、シャルル・ド・クーロンが1785年に法則として再発見した。磁荷に関しても同様の現象が成り立ち、これもクーロンの法則と呼ばれる。一般的にクーロンの法則と言えば、通常前者の荷電粒子間の相互作用を指す。クーロンの法則は、マクスウェルの方程式から導くことができる。 また、導体表面上の電場はその場所の電荷密度に比例するという法則も「クーロンの法則」と呼ばれる。こちらは「クーロンの電荷分布の法則」といい区別する。.

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ゲージ理論

ージ理論(ゲージりろん、gauge theory)とは、連続的な局所変換の下でラグランジアンが不変となるような系を扱う場の理論である。.

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コヒーレンス

物理学において、コヒーレンス (coherence) とは、波の持つ性質の一つで、位相の揃い具合、すなわち、干渉のしやすさ(干渉縞の鮮明さ)を表す。.

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シュレーディンガー方程式

ュレーディンガー方程式(シュレーディンガーほうていしき、Schrödinger equation)とは、物理学の量子力学における基礎方程式である。 シュレーディンガー方程式という名前は、提案者であるオーストリアの物理学者エルヴィン・シュレーディンガーにちなむ。1926年にシュレーディンガーは量子力学の基礎理論に関する一連の論文を提出した。 シュレーディンガー方程式の解は一般的に波動関数と呼ばれる。波動関数はまた状態関数とも呼ばれ、量子系(電子など量子力学で取り扱う対象)の状態を表す。シュレーディンガー方程式は、ある状況の下で量子系が取り得る量子状態を決定し、また系の量子状態が時間的に変化していくかを記述する。あるいは、波動関数を量子系の状態を表すベクトルの成分と見た場合、シュレーディンガー方程式は状態ベクトルの時間発展方程式に置き換えられる。状態ベクトルによる記述は波動関数を用いた場合と異なり物理量の表現によらないため、より一般的である。シュレーディンガー方程式では、波動関数や状態ベクトルによって表される量子系の状態が時間とともに変化するという見方をする。状態が時間変化するという考え方はシュレーディンガー描像と呼ばれる。 シュレーディンガー方程式はその形式によっていくつかの種類に分類される。ひとつの分類は時間依存性で、時間に依存するシュレーディンガー方程式と時間に依存しないシュレーディンガー方程式がある。時間に依存するシュレーディンガー方程式(time-dependent Schrödinger equation; TDSE)は、波動関数の時間的変化を記述する方程式であり、波動関数の変化の仕方は波動関数にかかるハミルトニアンによって決定される。解析力学におけるハミルトニアンは系のエネルギーに対応する関数だったが、量子力学においてはエネルギー固有状態を決定する作用素物理学の文献において作用素は演算子とも呼ばれる。以下では作用素の意味で演算子という語を用いる。である。 時間に依存しないシュレーディンガー方程式(time-independent Schrödinger equation; TISE)はハミルトニアンの固有値方程式である。時間に依存しないシュレーディンガー方程式は、系のエネルギーが一定に保たれる閉じた系に対する波動関数を決定する。 シュレーディンガー方程式のもう1つの分類として、方程式の線型性がある。通常、線型なシュレーディンガー方程式は単にシュレーディンガー方程式と呼ばれる。線型なシュレーディンガー方程式は斉次方程式であるため、方程式の解となる波動関数の線型結合もまた方程式の解となる。 非線型シュレーディンガー方程式(non-linear Schrödinger equation; NLS)は、通常のシュレーディンガー方程式におけるハミルトニアンにあたる部分が波動関数自身に依存する形の方程式である。シュレーディンガー方程式に非線型性が現れるのは例えば、複数の粒子が相互作用する系について、相互作用ポテンシャルを平均場近似することにより一粒子に対するポテンシャルに置き換えることによる。相互作用ポテンシャルが求めるべき波動関数自身に依存する一体ポテンシャルとなる場合、方程式は非線型となる(詳細は例えばハートリー=フォック方程式、グロス=ピタエフスキー方程式などを参照)。本項では主に線型なシュレーディンガー方程式について述べる。.

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シーモア・クレイ

ーモア・ロジャー・クレイ(Seymour Roger Cray、1925年9月28日 - 1996年10月5日)は、アメリカ合衆国の電気工学者でスーパーコンピュータの設計者であり、クレイ・リサーチ社を設立した人物。「スーパーコンピュータの父」と称され、スーパーコンピュータ市場を生み出した人物とされている。ヒューレット・パッカードのCTOジョエル・バーンバウムはクレイについて次のように述べている。.

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ジョージ・フィッツジェラルド

ョージ・フランシス・フィッツジェラルド( / 、1851年8月3日 – 1901年2月21日)は、アイルランド(当時イギリス領)の物理学者。.

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ジェームズ・クラーク・マクスウェル

ェームズ・クラーク・マクスウェル(英:James Clerk Maxwell、1831年6月13日 - 1879年11月5日)は、イギリスの理論物理学者である。姓はマックスウェルと表記されることもある。 マイケル・ファラデーによる電磁場理論をもとに、1864年にマクスウェルの方程式を導いて古典電磁気学を確立した。さらに電磁波の存在を理論的に予想しその伝播速度が光の速度と同じであること、および横波であることを示した。これらの業績から電磁気学の最も偉大な学者の一人とされる。また、土星の環や気体分子運動論・熱力学・統計力学などの研究でも知られている。.

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ジェフィメンコ方程式

ェフィメンコ方程式(じぇふぃめんこほうていしき、Jefimenko's equations)「ジェフィメンコの等式」,「ジェフィメンコの公式」 ぐらいの訳がしっくりきそうだが、日本語の文献でも「ジェフィメンコ方程式」と言ってるので、そのように訳する。とは、電磁気学におけるマクスウェルの方程式の解のひとつであり、時間変動する電荷密度や電流密度に起因する電場と磁場の振る舞いを記述する等式である清水 忠雄(著); 「電磁気学〈2〉遅延ポテンシャル・物質との相互作用・量子光学 (基礎物理学シリーズ) 」 朝倉書店 (2009/12) 遅延ポテンシャルP214、ジェフィメンコ方程式P222(但しジェフィメンコ方程式の名は出ていない。) 中村 哲 (著),須藤 彰三 (著);「電磁気学 (現代物理学―基礎シリーズ)」 朝倉書店 (2010/01) 遅延ポテンシャルP193、ジェフィメンコ方程式P205 https://web.archive.org/web/20130921055207/http://kashalpha.files.wordpress.com/2013/04/e98185e5bbb6e3839de38386e383b3e382b7e383a3e383ab.pdf 。より詳しくは、真空中に所望の電流密度と電荷密度のみが与えられていて、かつ、それ以外に起因する電磁場が存在しない場合(無限の過去において発生した電磁場が存在しない場合)における、マクスウェル方程式の解である。ジェフィメンコ方程式の名前は、に因む。.

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ストークスの定理

トークスの定理(ストークスのていり、Stokes' theorem)は、ベクトル解析の定理のひとつである。3次元ベクトル場の回転を閉曲線を境界とする曲面上で面積分したものが、元のベクトル場を曲面の境界である閉曲線上で線積分したものと一致することを述べるGeorge B. Arfken and Hans J. Weber (2005), chapter.1。定理の名はイギリスの物理学者ジョージ・ガブリエル・ストークスに因むVictor J. Katz (1979)Victor J. Katz (2008), chapter.16。ベクトル解析におけるグリーン・ガウス・ストークスの定理を、より一般的な向きづけられた多様体上に拡張したものも、同様にストークスの定理と呼ばれる。微分積分学の基本定理の、多様体への拡張であるともいえる。.

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スカラー場

ラー場(スカラーば、scalar field)とは、数学および物理学において、空間の各点に数学的な数やなんらかの物理量のスカラー値を対応させた場である。スカラー場には「空間(あるいは時空)の同一点におけるスカラー場の値が、観測者が同じ単位を用いる限りにおいて必ず一致する」という意味で座標に依存しない (coordinate-independent) ことが要求される。物理学で用いられるスカラー場の例としては、空間全体にわたる温度分布や、液体の圧力分布、ヒッグス場のようなスピンを持たない量子場などが挙げられる。これらの場はスカラー場の理論における主題である。.

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スコットランド

ットランド()は、北西ヨーロッパに位置するグレートブリテン及び北アイルランド連合王国(イギリス)を構成するカントリーの一つ。1707年の合同法によってグレートブリテン王国が成立するまでは独立した王国(スコットランド王国)であった。 スコットランドはグレートブリテン島の北部3分の1を占め、本島と別に790以上の島嶼部から構成される。 首都のエディンバラは第2の都市であり、ヨーロッパ最大の金融センターの一つである。最大の都市であるグラスゴーは、人口の40%が集中する。 スコットランドの法制度、教育制度および裁判制度はイングランドおよびウェールズならびに北アイルランドとは独立したものとなっており、そのために、国際私法上の1法域を構成する。スコットランド法、教育制度およびスコットランド教会は、連合王国成立後のスコットランドの文化および独自性の3つの基礎であった。しかしスコットランドは独立国家ではなく、国際連合および欧州連合の直接の構成国ではない。.

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公式

数学において公式(こうしき)とは、数式で表される定理のことである。転じて比喩的に「問題を簡単に解決することができる魔法のようなもの」というような意味で用いられることがある。同様な意味で「方程式」という言葉が用いられることも多い。.

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先進波

先進波(せんしんは、advancing wave)とは、マクスウェルの電磁方程式から算出される通常とは逆向きに進む波のことである。先行波ともいう。.

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上方から入ってきた光の道筋が、散乱によって見えている様子。(米国のアンテロープ・キャニオンにて) 光(ひかり)とは、基本的には、人間の目を刺激して明るさを感じさせるものである。 現代の自然科学の分野では、光を「可視光線」と、異なった名称で呼ぶことも行われている。つまり「光」は電磁波の一種と位置付けつつ説明されており、同分野では「光」という言葉で赤外線・紫外線まで含めて指していることも多い。 光は宗教や、哲学、自然科学、物理などの考察の対象とされている。.

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光の波動説

光の波動説(ひかりのはどうせつ、wave theory of light)とは、「光の本質は、何らかの媒質内を伝播する波動である」という仮説である。.

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光子

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光学

光学(こうがく、)は、光の振舞いと性質および光と物質の相互作用について研究する、物理学のひとつの部門。光学現象を説明し、またそれによって裏付けられる。 光学で通常扱うのは、電磁波のうち光と呼ばれる波長域(可視光、あるいはより広く赤外線から紫外線まで)である。光は電磁波の一種であるため、光学は電磁気学の一部門でもあり、電波やX線・マイクロ波などと類似の現象がみられる。光の量子的性質による光学現象もあり、量子力学に関連するそのような分野は量子光学と呼ばれる。.

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光速

光速(こうそく、speed of light)、あるいは光速度(こうそくど)とは、光が伝播する速さのことであるニュートン (2011-12)、pp. 24–25.。真空中における光速の値は (≒30万キロメートル毎秒)と定義されている。つまり、太陽から地球まで約8分20秒(8分19秒とする場合もある)、月から地球は、2秒もかからない。俗に「1秒間に地球を7回半回ることができる速さ」とも表現される。 光速は宇宙における最大速度であり、物理学において時間と空間の基準となる特別な意味を持つ値でもある。 現代の国際単位系では長さの単位メートルは光速と秒により定義されている。光速度は電磁波の伝播速度でもあり、マクスウェルの方程式で媒質を真空にすると光速が一定となるということが相対性理論の根本原理になっている。 重力作用も光速で伝播することが相対性理論で予言され、2002年に観測により確認された。.

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光渦

光渦 (ひかりうず)、らせん状転位、位相特異点としても知られる)は光場のゼロ、強度ゼロの点である。 渦の特性の研究が伸びてきたのは1974年に総合的な論文をニーとベリーが書いてからである。 論文は"波列の中の特異点"の基礎的な特性についてを記述している。この後の研究は"特異点光学"として知られるようになった。.

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動力学的回折理論

動力学的回折理論(どうりきがくてきかいせつりろん、Dynamical theory of diffraction)とは、多重散乱を考慮した回折理論のこと。.

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回転 (ベクトル解析)

ベクトル解析における回転(かいてん、rotation, curl)(または )は、三次元ベクトル場の無限小回転を記述するベクトル演算子である。ベクトル場の各点において、ベクトル場の回転はベクトルとして表され、このベクトルの寄与(大きさと向き)によってその点での回転が特徴付けられる。 回転ベクトルの向きは回転軸に沿って右手系となる方にとり、回転ベクトルの大きさは回転の大きさとなる。例えば、与えられたベクトル場が、動いている流体の流速を表すものであるとき、その回転とはその流体の循環密度のことになる。回転場が 0 となるベクトル場はであると言う。場の回転はベクトル場に対する導函数に相当し、これに対応して微分積分学の基本定理に相当するのは、ベクトル場の回転場の面積分をそのベクトル場の境界曲線上での線積分と関係づけるストークスの定理(ストークス=ケルビンの定理)であると考えられる。 回転演算に相当する用語は curl, rotation の他に rotor や rotational などがあり、記法 に相当する記法は や などがある。前者の rot 系の用語・記法を用いる流儀はヨーロッパ諸国の系統に多く、ナブラや交叉積を用いる記法はそれ以外の系統で使われる傾向にある。 勾配や発散とは異なり、回転の概念を単純に高次元化することはできない。ただし、三次元に限らないある種の一般化は可能で、それはベクトル場の回転がまたベクトル場となるように幾何学的に定義される。これは三次元交叉積がそうであるのと同様の現象であり、このことは回転を "∇×" で表す記法にも表れている。 回転 "curl" の名を最初に提示したものはジェームズ・クラーク・マクスウェルで1871年のことである。.

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固有モード展開

固有モード展開(Eigenmode Exansion: EME)とは、電磁場解析における数値計算法の一つである。モード整合法(mode matching technique)や双方向固有モード伝搬法(bidierectrical eigenmode propagation method)などとも呼ばれる。固有モード展開は、線形な周波数領域解析である。 固有モード展開は光導波路解析において時間領域差分法(FDTD)、有限要素法(FEM)、ビーム伝搬法(BPM)と比べ大きな利点を有しており、光ファイバデバイスやシリコンフォトニクスデバイスの設計に役立つ。.

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四元数

数学における四元数(しげんすう、quaternion(クォターニオン))は複素数を拡張した数体系である。四元数についての最初の記述は、1843年にアイルランドの数学者ウィリアム・ローワン・ハミルトンによってなされ、三次元空間の力学に応用された。四元数の特徴は、二つの四元数の積が非可換となることである。ハミルトンは、四元数を三次元空間内の二つの有向直線の商として定義した。これは二つのベクトルの商と言っても同じである。四元数をスカラーと三次元のベクトルとの和として表すこともできる。 一般に、四元数は の形に表される。ここで、 a, b, c, d は実数であり、i, j, k は基本的な「四元数の単位」である。 四元数は純粋数学のみならず応用数学、特に3Dグラフィクスやコンピュータビジョンにおいてでも用いられる。これはオイラー角や回転行列あるいはそれらに代わる道具などとともに、必要に応じて利用される。 現代数学的な言い方をすれば、四元数の全体は実数体上四次元の結合的ノルム多元体を成し、またそれゆえに非可換整域となる。歴史的には四元数の体系は、最初に発見された非可換多元体である。四元数全体の成すこの代数は、ハミルトンに因んで H(あるいは黒板太文字でユニコードの Double-Struck Capital H, U+210D, )と書かれる。またこの代数を、クリフォード代数の分類に従って というクリフォード代数として定義することもできる。この代数 は解析学において特別な位置を占めている。というのも、フロベニウスの定理に従えば は実数の全体 を真の部分環として含む有限次元可除環の二種類しかないうちの一つ(もう一つは複素数の全体 )だからである。 従って、単位四元数は三次元球面 上の群構造を選んだものとして考えることができて、群 を与える。これは に同型、あるいはまた の普遍被覆に同型である。.

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四重極磁石

四極子を作り出すように配置された4つの棒磁石。 四重極磁石(しじゅうきょくじしゃく、quadrupole magnets)は、場の平面において、双極子項が打ち消され、場の方程式において有効な最低項が四極子となるように配置された4つの磁石によって構成されている。四重極磁石はその縦軸からの半径距離に応じて強度が急増する磁場を形成するため有用である。この磁場は粒子線の集束に用いられている。 最も単純な磁気四重極は、一方のN極がもう一方のS極に隣合うように互いに平行に配置した2つの同一な棒磁石である。こういった配置は双極子モーメントを持たず、その磁場は長距離において双極子よりも速く減少する。非常に小さな外部磁場を持つより強力な磁気四重極にはk.

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BerengerのPML吸収境界条件

BerengerのPML(Perfectly matched layer)吸収境界条件は波動方程式における人工的な吸収層であり、開境界をシミュレーションするとき計算領域を削減する数値計算手法として、特にFDTD法と有限要素法で使われている。 PMLと通常の吸収体を区別する特徴はPMLへ入射する波を境界面で反射しない設計である。この特徴によりPMLが外向きの強い波を吸収するため計算領域内で外側の境界面からの反射波が無い計算ができる。 PMLは当初は1994年にBerengerによりマックスウェル方程式で使用するために定式化された。その後、マクスウェル方程式だけでなく他の波動方程式、例えば弾性力学、線形化したオイラー方程式、ヘルムホルツ方程式、多孔質弾性力学に関連した定式化が行われている。 Berengerによる定式化はsplit-field PMLと呼ばれており、それはPML領域で電磁場が2つの非物理的な場に分けられるためである。 後の定式化がより一般的となったがそれは単純かつ効率がよいためでその定式化はuniaxial PMLまたはUPMLと呼ばれている。これはPMLが人工異方性吸収材とみなされる。 Berengerの定式化とUPMLは一様な媒質からの入射平面波がPML境界で反射しない条件を手動で構成することにより最初は導出された。どちらの形式もより洗練された一般的な手法のstretched-coordinate PMLと同等であることが後に示された。 特に、PMLは1つ(またはそれ以上)の座標が複素数に写される座標変換と対応することが示された。より専門的に言えば、これは実際には波動方程式の複素座標への解析接続であり、伝播する(振動する)波を指数関数的に減衰する波に置き換える。 この見方はPMLが導波管などの不均一媒質、他の座標系の波動方程式でも導出可能であることを示している。.

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CGS単位系

CGS単位系(シージーエスたんいけい)は、センチメートル (centimetre)・グラム (gram)・秒 (second) を基本単位とする、一貫性のある単位系である。"CGS" は基本単位の頭文字をつなげたものである。 この単位系は1832年にカール・フリードリヒ・ガウスが提唱したのに始まる、物理学における量を距離・質量・時間の3つの独立な次元によって表そうとするものである。今日的な観点からは電磁気学を扱うには電荷の次元が欠けていたが、その導入は後のジョヴァンニ・ジョルジによる理論的な整理を待たなくてはならなかった。現在では電荷の次元が導入された、CGS静電単位系やCGS電磁単位系(後述)などとして用いられる。.

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現代物理学

代物理学(げんだいぶつりがく)は、おおむね20世紀以降の物理学のこと。相対性理論および量子力学以後の物理学を指す。.

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現象数理学

象数理学(げんしょうすうりがく)とは、自然・社会・経済現象などに現れるさまざまな現象に対して数理モデルを構築、解析することにより現象の理解を目指す学問である。.

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磁場

磁場(じば、Magnetic field)は、電気的現象・磁気的現象を記述するための物理的概念である。工学分野では、磁界(じかい)ということもある。 単に磁場と言った場合は磁束密度Bもしくは、「磁場の強さ」Hのどちらかを指すものとして用いられるが、どちらを指しているのかは文脈により、また、どちらの解釈としても問題ない場合も多い。後述のとおりBとHは一定の関係にあるが、BとHの単位は国際単位系(SI)でそれぞれWb/m², A/m であり、次元も異なる独立した二つの物理量である。Hの単位はN/Wbで表すこともある。なお、CGS単位系における、磁場(の強さ)Hの単位は、Oeである。 この項では一般的な磁場の性質、及びHを扱うこととする。 磁場は、空間の各点で向きと大きさを持つ物理量(ベクトル場)であり、電場の時間的変化または電流によって形成される。磁場の大きさは、+1のN極が受ける力の大きさで表される。磁場を図示する場合、N極からS極向きに磁力線の矢印を描く。 小学校などの理科の授業では、砂鉄が磁石の周りを囲むように引きつけられる現象をもって、磁場の存在を教える。このことから、磁場の影響を受けるのは鉄だけであると思われがちだが、強力な磁場の中では、様々な物質が影響を受ける。最近では、磁場や電場(電磁場、電磁波)が生物に与える影響について関心が寄せられている。.

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磁化

磁化(じか、magnetization)とは、磁性体に外部磁場をかけたときに、その磁性体が磁気的に分極して磁石となる現象のこと。また、磁性体の磁化の程度を表す物理量も磁化と呼ぶ。磁気分極(magnetic polarization)とも呼ばれる。 強磁性体は磁場をかけて磁化させた後に磁場を取り除いた後も分極が残り永久磁石となる残留磁化と呼ばれる現象があるが、これも磁化と呼ぶ場合がある。.

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磁石

磁石(じしゃく、、マグネット)は、二つの極(磁極)を持ち、双極性の磁場を発生させる源となる物体のこと。鉄などの強磁性体を引き寄せる性質を持つ。磁石同士を近づけると、異なる極は引き合い、同じ極は反発しあう。.

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磁荷

磁荷(じか、Magnetic charge)は、磁極が帯びている磁気の量。 単位はウェーバ。 「磁荷」のほかに「磁気量」、「磁極の強さ」ともいう。 N極の磁荷は正、S極は負と定義される。 電気における電荷に対応するものとして考えられたが、 N極やS極の磁荷というものが単体で発見されたことはない。 観測される磁気は、 単一の磁荷(磁気単極子、モノポール(magnetic monopole))に由来するものではなく、 常にN極とS極がペアになった磁気双極子の形をもつ。 観測される磁気は磁荷によるものではなく、 古典論の立場では電流(電荷の移動)による。 量子論の立場では、 例えば原子の中の電子の軌道角運動量に由来する磁気モーメントや、 電子自体のスピンに由来する磁気モーメントが、 物質の磁性の源となる。 電磁気学の計算が磁荷をもちいると簡単になる場合があるので、 仮想的な道具として使われることがある。 磁荷の間にはたらく力はクーロンの法則とほぼ同じ形で書くことができる。 また、マクスウェルの方程式に磁荷をとり入れると、電場と磁場の対称性が高まる。 磁気単極子の存在を支持する理論もあり、現在でも磁気単極子を検出する試みは続けられている。.

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磁束

磁束(じそく、英語:magnetic flux、磁気誘導束とも言う)とは、その場における磁界の強さと方向を、1(Wb)を1本とした線の束で表したものである。.

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磁束密度

磁束密度(じそくみつど、)とは、文字通り磁束の単位面積当たりの面密度のことであるが、単に磁場と呼ばれることも多い。磁束密度はベクトル量である。 記号 B で表されることが多い。国際単位系 (SI)ではテスラ (T)、もしくはウェーバ毎平方メートル (Wb/m2)である。.

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磁気単極子

磁気単極子、磁気モノポール(magnetic monopole)とは単一の磁荷のみを持つもののことである。2015年現在に至るまで素粒子としては発見されておらず、現在では、宇宙のインフレーションの名残として生み出されたと仮定されるものの一つである。現在でも磁気単極子の素粒子を観測する試みがスーパーカミオカンデなどで続けられている。.

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磁気リコネクション

磁気リコネクション(じきリコネクション、英: Magnetic reconnection)(磁気再結合)は高い伝導性を持つプラズマ中で磁場のトポロジーが再配置され、磁場のエネルギーが運動エネルギーや熱エネルギーに変換される物理過程である。 磁気リコネクションが起こる時間スケールは磁気拡散の時間とアルヴェーン波の伝搬時間の間である。 磁力線は異なる磁区により区切られているが、磁力線の繋ぎ変えが起こり様式が変わる。これが磁気リコネクションの定量的記述である。 太陽フレアは太陽系のなかで最も大きな爆発現象であり、太陽の磁束が起こす数分の磁気リコネクションで数時間から数日の間に蓄積された磁場エネルギーが開放される。 地球磁気圏の磁気リコネクションはオーロラを発生させる。 実験室では核融合を制御するために重要な物理過程であり、磁気リコネクションは核燃料の磁気閉じ込めを妨げる。 電気伝導プラズマでは磁力線は束で場所から別の場所へと繋がっている磁区に分けられる。 電流や外部の磁場により強い変動を受けてもこのトポロジーは近似的に保存される。 渦電流を生じるため磁力線のトポロジーの変化を打ち消すためである。 2次元の磁気リコネクションでは磁区が右の図のように分かれたseparator reconnectionが典型的である。 右の図では4つの磁区に分かれている。磁力線は画面外の磁極から磁極まで伸びている。 別の磁区ではおのおの別の磁極に繋がっている。 separator reconnectionでは二つの磁区から磁力線が入り、他の二つの磁区へ磁力線が出ていく。 抵抗磁気流体力学(resistive MHD)の理論によると、磁気リコネクションは磁場を支えている電流シート近傍のプラズマ電気抵抗のため起こる。 その電流はマックスウェル方程式から与えられる。 電流シートの電気抵抗が磁束をシート層で散逸することができる。 二つの境界の磁場を相殺することで。 これが起こるとプラズマは磁気圧力により押し出される。 磁気圧が小さくなるため中心の領域から引き出され、磁束が中心領域に入る。 現在のプラズマ物理の問題は、観測された高リンクエスト数(Lundquist number)(磁気レイノルズ数(magnetic Reynolds number))のリコネクションが起こる速度がMHD理論が与える時間と比べて非常に早いことである。 磁気リコネクションが起こる時間が、13~14桁も計算と異なる。 また、乱流や運動学的効果を含めた計算でも時間スケールの数桁違いが見られる。 この矛盾点を説明する競い合う2つの磁気リコネクション理論がある。 一つの仮定として考えられているのは、境界面の電磁乱流が電子を強く散乱しプラズマの局所抵抗が大きくする。そのため磁束の散逸が早くなるというものである。.

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磁気ヘリシティ

磁気ヘリシティ(じきへりしてぃ、magnetic helicity)とは、閉空間内に存在する磁場の正味のねじれ具合を定量的に示した物理量である。 一般化されたねじれ具合を示す物理量、あるいは螺旋に関する現象は、ヘリシティと呼ばれる。 一般化されたヘリシティの数式は、ガウスの絡み数に由来する。.

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磁気抵抗

磁気抵抗(じきていこう;英 magnetic reluctance または magnetic resistance)は、磁気回路における磁束の流れにくさを表す度合いで、起磁力を磁束で割った値で表される。電気回路における電流の流れにくさを表す電気抵抗(electrical resistance)に対応するもの(アナロジー)である。 リラクタンス(reluctance)と呼ばれることも多いが、学術用語集(物理学編・計測工学編・地震学編)では「磁気抵抗」となっている。 まぎらわしいが、磁気抵抗効果(magnetoresistance)とはまったく別のものである。.

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磁気濃縮型爆薬発電機

磁気濃縮型爆薬発電機(じきのうしゅくがたばくやくはつでんき、Explosively Pumped Flux Compression Generator, EPFCG)とは高性能爆薬を使って磁束を圧縮することによって強力なパルス電流を発生させる、爆薬発電機の一種である。.

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磁気流体力学

磁気流体力学または磁性流体力学(英語:magnetohydrodynamics)とは、電導性の流体を扱うように拡張された流体力学であって、電磁流体力学とも呼ばれ、またしばしばmagneto-hydro-dynamicsの頭文字をとってMHDと称せられる。.

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磁性

物理学において、磁性(じせい、magnetism)とは、物質が原子あるいは原子よりも小さいレベルで磁場に反応する性質であり、他の物質に対して引力や斥力を及ぼす性質の一つである。磁気(じき)とも言う。.

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空間

間(くうかん)とは、.

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竹内淳 (物理学者)

竹内 淳(たけうち あつし、1960年(昭和35年) - )は、日本の物理学者。早稲田大学理工学部応用物理学科教授。専門は半導体物理学。講談社ブルーバックスから「高校数学でわかる~」と題された優れた物理学・数学の入門書を多数出版している。2011年(平成23年)2月の時点で「高校数学でわかる~」シリーズは累計15万部である。.

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符号の規約

物理学において、ある量の集合についてそれぞれ正か負かの符号を任意に選択できる場合があり、このときの符号の付け方を符号の規約(ふごうのきやく, sign convention)という。ここでいう「任意」とは、この符号について異なる規約を(一貫して)用いたとしても、同一の物理系として正確に記述されるという意味である。このため符号選択は(論文や書籍の)著者によって様々であり、しばしば科学研究における混乱や不満、誤解や過誤の源となっている。一般に、符号の規約は1つの次元についての座標系の選択の、特別な場合である。 また「符号の規約」の用語は、虚数単位 や の因子を含む、より広い意味で用いられることもある。.

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粒子と波動の二重性

粒子と波動の二重性(りゅうしとはどうのにじゅうせい、Wave–particle duality)とは、量子論・量子力学における「量子」が、古典的な見方からすると、粒子的な性質と波動的な性質の両方を持つという性質のことである。 光のような物理現象が示す、このような性質への着目は、クリスティアーン・ホイヘンスとアイザック・ニュートンにより光の「本質」についての対立した理論(光の粒子説と光の波動説)が提出された1600年代に遡る。その後19世紀後半以降、アルベルト・アインシュタインやルイ・ド・ブロイらをはじめとする多くの研究によって、光や電子をはじめ、そういった現象を見せる全てのものは、古典的粒子のような性質も古典的波動のような性質も持つ、という「二重性」のある「量子」であると結論付けられた。この現象は、素粒子だけではなく、原子や分子といった複合粒子でも見られる。実際にはマクロサイズの粒子も波動性を持つが、干渉のような波動性に基づく現象を観測するのは、相当する波長の短さのために困難である。.

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縦波と横波

縦波と横波(たてなみとよこなみ)では、縦波(longitudinal wave)と横波(transverse wave)について記述する。 波は媒質の振動が伝播する現象であるが、媒質の振動が波の進行方向に対して平行であるものを縦波といい、垂直であるものを横波という。媒質の種類により縦波が伝播できるか、横波が伝播できるかが決まる。 空気を媒質とする音波は、空気の密度の振動が伝播するもの(疎密波)であり、縦波である。 真空や透明な物体(あるいは電磁場)を媒質とする電磁波(光を含む)は横波である。電磁波が横波であることはマクスウェルの方程式から導かれる。 弾性体を媒質とする弾性波(広義の音波)には縦波と横波の両方が存在する。実際、地震波には縦波であるP波と横波であるS波が存在し、固体中ではその両方が伝播する。.

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物理学

物理学(ぶつりがく, )は、自然科学の一分野である。自然界に見られる現象には、人間の恣意的な解釈に依らない普遍的な法則があると考え、自然界の現象とその性質を、物質とその間に働く相互作用によって理解すること(力学的理解)、および物質をより基本的な要素に還元して理解すること(原子論的理解)を目的とする。化学、生物学、地学などほかの自然科学に比べ数学との親和性が非常に強い。 古代ギリシアの自然学 にその源があり, という言葉も、元々は自然についての一般的な知識の追求を意味しており、天体現象から生物現象までを含む幅広い概念だった。現在の物理現象のみを追求する として自然哲学から独立した意味を持つようになったのは19世紀からである。 物理学の古典的な研究分野は、物体の運動、光と色彩、音響、電気と磁気、熱、波動、天体の諸現象(物理現象)である。.

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物理学における時間

物理学における時間は、そのによって定義される。すなわち、時間は時計によって読み取られるものである。 古典的な非相対論的物理学では、時間はスカラー量であり、長さ、質量、電荷のように、通常は基本量として記述される。時間は他の物理量と数学的に組み合わせて、運動、運動エネルギー、時間依存の場などの他の概念をすることができる。計時は、技術的および科学的な問題の複合であり、記録管理の基礎の一部である。.

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物理学に関する記事の一覧

物理学用語の一覧。物理学者名は含まない。;他の物理学関係の一覧.

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物理学者の一覧

物理学者の一覧(ぶつりがくしゃのいちらん)は、物理学の歴史を彩る、世界の有名な物理学者を一覧する。 主として物理学史において既に評価が定まった過去の物理学者を一覧し、近現代の物理学者についてはその「有名な」を保証するため、次の基準に基づいて選んである。 なお、日本の物理学者の一覧、:Category:物理学者も参照。.

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物理法則一覧

この物理法則一覧(ぶつりほうそくいちらん)では、物理法則の一覧を提示した。.

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特殊相対性理論

特殊相対性理論(とくしゅそうたいせいりろん、Spezielle Relativitätstheorie、Special relativity)とは、慣性運動する観測者が電磁気学的現象および力学的現象をどのように観測するかを記述する、物理学上の理論である。アルベルト・アインシュタインが1905年に発表した論文に端を発する。特殊相対論と呼ばれる事もある。.

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発散定理

散定理(はっさんていり、divergence theorem)は、ベクトル場の発散を、その場によって定義される流れの面積分に結び付けるものである。ガウスの定理(Gauss' theorem)とも呼ばれる。1762年にラグランジュによって発見され、その後ガウス(1813年)、グリーン(1825年)、オストログラツキー(1831年)によってそれぞれ独立に再発見された 。オストログラツキーはまたこの定理に最初の証明を与えた人物でもある。.

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Dブレーン

Dブレーンとは弦理論において、特殊な条件下で存在するとされる物体である。 弦理論におけるブレーン(membrane=膜)は、弦なども含む、広がりを持った物理的対象全般を表す語である。Dブレーンもまた弦と同様に、伸縮や振動などの運動を行う。通常、Dブレーンは弦に比べて非常に大きいものとして記述されるが、素粒子サイズのものを考えることも可能である。例えばハドロン物理学をブレーン上の物理現象として記述するホログラフィックQCDでは、陽子もまた微小なDブレーンとして記述される。 DブレーンのDは、後述するディリクレ境界条件(Dirichlet)に由来する。DブレーンはDai、Leighおよびジョセフ・ポルチンスキー、そしてそれとは独立にHoravaによって1989年に発見された。.

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E-B対応とE-H対応

電場E は、電荷から発する場として自然に定義されるが、磁場に関しては歴史的経緯から二種類の流派があり、現在でも両方が使われている。それがE-B 対応とE-H 対応である。 E-B 対応は、全ての磁場は電流から発するとし、基本公式を とする。つまり、磁束密度Bを電流素片Id lがうける力として定義するわけである。このとき磁場Hは,磁性体が存在する場において磁化電流を考えずにアンペールの法則が成立するように便宜的に導入される。 一方のE-H 対応は、磁場にもその源になる磁荷が存在し、 q_\boldsymbol というクーロンの法則が成立するということを出発点とする。このとき、単位の大きさの磁荷が発する場が磁場Hとなり、以降の理論展開は電場と全く同じになる。これは、電流の磁場作用が発見される前から、「磁石」という磁場を発する物体が存在したために自然に現れた概念である。 この場合、静電気学で誘電体が存在する場にガウスの法則を成立させるために電束密度D を導入したのと同じ考えで、磁性体の存在する場にBが導入される。 現代の古典電磁気学では、単極磁荷は存在せず全ての磁場は電流から生じる、としている。磁石が発する磁場の正体は磁石を構成する原子の電子スピンで、すなわち古典的には電流と見なせる。そのため現代の電磁気学教育においては、物理的な描写が正しいE-B 対応が主流を占めている。しかし、現在でもE-H対応を前提とする電磁気学の教科書はあることから、いま読んでいる本がE-B 対応とE-H 対応のどちらで書かれているかを意識することは必要である。.

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遮蔽

物理学において、遮蔽(しゃへい、)とは、可動電荷担体の存在による電場の減衰をいう。この効果は電離気体(古典的プラズマ)、電解質、導電体(半導体、金属)などの電気流体の重要な性質の一つである。ある比誘電率 の流体中では、荷電構成粒子対は以下の式に従うクーロン力により相互作用を及ぼす。 この相互作用のために、流体の理論的とりあつかいは困難となる。例えば、量子力学を素朴に用いて基底状態のエネルギー密度を計算すると無限大に発散するなどの理屈にあわない結果が得られてしまう。クーロン力は で減少しても、それぞれ距離 だけ離れている粒子の平均個数は r² に比例するため、流体がきわめて等方的になるという事実が困難の源である。結果として、各点における電荷変動が大きな距離を隔てても無視できない影響を及ぼす。 実際には、この長距離相互作用は電場への応答として流体が流れるために抑制される。この流れは粒子間の「有効」相互作用を低減し、近距離に「遮蔽」されたクーロン相互作用となる。この最も単純な例としてくりこみ相互作用が挙げられる。 たとえば、一様な正の背景電荷上を運動する電子からなる流体(1成分プラズマ)を考える。各電子は負の電荷を持つ。クーロン相互作用によれば、負電荷同士は互いに斥力を及ぼしあう。したがって、この電子は別の電子と排斥しあい、自身の周りに電子の少ない小さな領域を作り出す。この領域を正に帯電した「遮蔽正孔」として扱う。遠くから見れば、遮蔽正孔は電子による電場を中和する正電荷による影響を及ぼす。短い距離、遮蔽正孔の内部でのみ、電子の電場は検出可能となる。プラズマの場合、この効果は -体問題計算を行うことにより明らかにすることができる。 背景電荷が陽イオンからなる場合は、電子との引力相互作用により遮蔽効果は強化される。原子物理学においては、一つ異常の電子殻を持つ原子について遮蔽効果と呼ばれる密接に関連する効果がみられる。プラズマ物理学においては、デバイ遮蔽と呼ばれることもある。この効果はプラズマに隣接する材料のまわりの鞘()を通じて巨視的に観測できる。.

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遮断周波数

バターワースフィルタの周波数特性を表したボーデ図。遮断周波数が示してある。 遮断周波数(しゃだんしゅうはすう)またはカットオフ周波数(Cutoff frequency)とは、物理学や電気工学におけるシステム応答の限界であり、それを超える周波数を持つ入力エネルギーは減衰または反射する。典型例として次のような定義がある。.

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静磁場

静磁場(せいじば、static magnetic field)とは、時間的に変動しない磁場のことである。 W.K.H. パノフスキー (著), M. フィリップス (著),林 忠四郎 (翻訳), 西田 稔 (翻訳);「新版 電磁気学〈上〉」吉岡書店; POD版 (2002/09) (特にP188付近) 竹山 説三 (著) 「電磁気学現象理論」丸善出版; 3版 (1949) P.P.シルベスタ(著), R.L.フェラーリ(著), 本間 利久(著), 田中 康博(著); 「有限要素法による電磁界解析 (Information & computing (26)) 」 サイエンス社 (1988/09) Peter P. Silvester (Author), Ronald L. Ferrari (Author); 「Finite Elements for Electrical Engineers」Cambridge University Press; 3版 (1996/9/5) 電気学会マグネティックス研究会資料 MAG-03 号:54-64 ページ:5-10 発行年:2003年03月31日 園田英徳;「大学院生のための基礎物理学」講談社(2011/09/29)ISBN 978-4-06-153277-9 平川浩正;「電磁気学(新物理学シリーズ2)」培風館 (1986/04) ISBN 9784563024024 守末 利弥「数値電磁気学のためのゲージ理論」森北出版 (1996/04) ISBN 978-4-627-71600-1 依田 潔 (著);「Mathematicaによる電磁界シミュレーション入門 - POD版 (計算電気・電子工学シリーズ)」森北出版(2012/2/24) ISBN 978-4-627-71529-5 立教大学講義ノート 等、至る所に文字化けがあるが、たとえば、等によって解読できる。 鹿児島 誠一 (著);「電磁気学 (パリティ物理学コース)」丸善(1997/01) ISBN 978-4-621-04277-9 後藤 憲一(著), 山崎修一郎(著);「詳解 電磁気学演習」共立出版 (1970/12) ISBN 978-4-320-03022-0 前田 和茂 (著),小林 俊雄(著);「ビジュアルアプローチ電磁気学」森北出版 (2009/12/5) ISBN 978-4-627-16221-1 Julius Adams Stratton;「Electromagnetic Theory」Wiley-IEEE Press; 1版 (2007/1/22) ISBN 978-0-470-13153-4 A. Pramanik (著);「Electro-Magnetism: Theory and Applications 」Prentice-Hall of India Pvt.Ltd (2004/8/15) Bo-nan Jiang(著);「The Least-Squares Finite Element Method: Theory and Applications in Computational Fluid Dynamics and Electromagnetics (Scientific Computation) 」Springer; 1998版 (1998/6/22) 高橋 康人 (早稲田大学): 東京電機大学 (編集)「入門 電磁気学」東京電機大学出版局 (2006/03) ISBN 9784501004200 早川 義晴 (著) 「電気教科書 電験三種合格ガイド」翔泳社 (2011/2/25) ISBN 9784798126623 坪井 一洋 (著) 「システムと微分方程式」三恵社 (2011/5/22) ISBN 9784883618248 本記事では、静磁気学 (Magnetostatics) の視点から、静磁場について述べる。.

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類推

類推(るいすい)は類比(るいひ)、アナロジー(Analogy)ともいい、特定の事物に基づく情報を、他の特定の事物へ、それらの間の何らかの類似に基づいて適用する認知過程である。古代ギリシャ語で「比例」を意味する ἀναλογία アナロギアーに由来する。 類推は、問題解決、意思決定、記憶、説明(メタファーなどの修辞技法)、科学理論の形成、芸術家の創意創造作業などにおいて重要な過程であるが、論理的誤謬を含む場合が高いため、脆弱な論証方法である。科学的な新概念の形成過程は、チャールズ・パースによるアブダクション理論として区別される場合が多い。 異なる事象に対し類推することで、共通性を見出す言語的作業が比喩である。 言語学では、言語自体に対する類推が言語の変化の大きな要因とされる。.

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観測問題

観測問題(かんそくもんだい、measurement problem)とは、量子力学における問題のひとつで、観測に伴う問題を言う白井仁人, 東克明,森田邦久,渡部鉄兵『量子という謎.

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駿台文庫

駿台文庫(すんだいぶんこ)は、大学受験予備校の駿台予備学校が直轄する出版社である。 著者にイギリス文学者の奥井潔や筒井正明、物理学者の山本義隆など多彩なメンバーをかかえているため、出版物の内容は高度で、大学教養レベルまで踏み込んだ解説をしていることも多い。この傾向は古い出版に多く見られるが、近年は編集方針が変更されていて、入門書や中学生向けの参考書も出版している。また、最近出版されているもののレイアウトが、従来の白地に黒字といった無機質な感じから強調する箇所を目立つようにするなどカラフルな工夫がなされるようになった。 一般書店販売向けの書籍以外に、高等学校・中学校採用向けの書籍販売も行っている。 同社から最初に出版されたのは鈴木長十・伊藤和夫『基本英文700選』である。大学入試過去問題集のいわゆる青本はここから出ている。 2008年7月28日に東京都千代田区神田須田町から文京区小石川に移転し、さらに2011年春に現地に移転した。 駿台グループには、曜曜社出版(のちの駿台曜曜社)という出版社が過去に存在し、教育参考書ではなく一般書の出版を行っていたが、会社を解散している。.

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計算物理学

計算物理学(けいさんぶつりがく、computational physics)は、解析的に解けない物理現象の基礎方程式を計算機(コンピュータ)を用いて数値的に解くことを目的とする物理学の一分野である。.

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調和振動子

調和振動子(ちょうわしんどうし、harmonic oscillator)とは、質点が定点からの距離に比例する引力を受けて運動する系である。調和振動子は定点を中心として振動する系であり、その運動は解析的に解くことができる。.

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誘電率

誘電率(ゆうでんりつ、permittivity)は物質内で電荷とそれによって与えられる力との関係を示す係数である。電媒定数ともいう。各物質は固有の誘電率をもち、この値は外部から電場を与えたとき物質中の原子(あるいは分子)がどのように応答するか(誘電分極の仕方)によって定まる。.

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高周波回路

周波回路(こうしゅうはかいろ)は、広義の定義として『電気回路の一種で、集中定数回路では扱えず、分布定数回路として扱う回路』、或いは『電子部品が高周波で動作するとき、低周波で設計した場合の動作と一致しないような回路』のことである。 なお、最近の製品では、部品の小型化やIC化により集中定数での実現が一般的になってきており、数GHzで動作する回路であっても分布定数がほとんど使われないため、後者の定義となる。 無線機の回路の場合は、マイク~変調入力、検波出力~スピーカの回路を低周波回路と呼び、それ以外のアンテナまでの回路を高周波回路と呼ぶ。.

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超弦理論

ラビ-ヤウ空間 超弦理論(ちょうげんりろん、)は、物理学の理論、仮説の1つ。物質の基本的単位を、大きさが無限に小さな0次元の点粒子ではなく、1次元の拡がりをもつ弦であると考える弦理論に、超対称性という考えを加え、拡張したもの。超ひも理論、スーパーストリング理論とも呼ばれる。 宇宙の姿やその誕生のメカニズムを解き明かし、同時に原子、素粒子、クォークといった微小な物のさらにその先の世界を説明する理論の候補として、世界の先端物理学で活発に研究されている理論である。この理論は現在、理論的な矛盾を除去することには成功しているが、なお不完全な点を指摘する専門家もおり、また実験により検証することが困難であろうとみなされているため、物理学の定説となるまでには至っていない。.

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超光速通信

超光速通信(ちょうこうそくつうしん)は、光速より早く情報を伝える技術で、SFにしばしば登場する架空の通信技術である。 現実世界では、アルベルト・アインシュタインの相対性理論により、光速を超えて情報や物質を送ることは不可能とされているが、星々の世界を舞台とするSFでは、光年単位で離れている恒星間の交流の際に、こうした速度の限界によるタイムラグがあっては都合が悪いため、超光速航法や超光速通信が設定されている。 このような事情から、ハードSFからスペースオペラなど様々なSF作品では、光や電波による通常の通信のみならず、硬軟とりまぜ多種多様な超光速通信方法が編み出されている。.

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近接作用

近接作用(きんせつさよう)あるいは近接作用論とは、物体というのはそれが触れているものの影響のみを受けている、とする描像・とらえ方・仮説である。対となる概念に遠隔作用(論)がある。.

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脳磁図

脳磁図(MEG)(のうじず、Magnetoencephalography)は脳の電気的な活動によって生じる磁場を超伝導量子干渉計 (SQUIDs) と呼ばれる非常に感度の高いデバイスを用いて計測するイメージング技術である。この計測法は研究面、医療面の両方に利用される。例えば、脳外科手術の際に病変の位置を決定したり、脳科学研究の際に脳や神経フィードバックや他の様々な部分の機能を決定するのに用いられる。.

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重ね合わせの原理

物理学およびシステム理論における重ね合わせの原理(かさねあわせのげんり、superposition principle.)とは、線形な系一般に成り立つ特徴的な原理。二つ以上の入力が同時に与えられた時に系が返す応答が、それぞれの入力が単独に加えられた場合に返される応答の総和となることをいう。つまり、入力に対して応答が返され、入力に対して応答が返されるならば、入力に対して返される応答はである。 重ね合わせの原理が成り立つためには、加法性および斉次性の二つの性質が必要である。以下で定義される線形関数はそのような性質を持つものの一つである。 \begin F(x_1+x_2) &.

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量子力学

量子力学(りょうしりきがく、quantum mechanics)は、一般相対性理論と同じく現代物理学の根幹を成す理論として知られ、主として分子や原子、あるいはそれを構成する電子など、微視的な物理現象を記述する力学である。 量子力学自身は前述のミクロな系における力学を記述する理論だが、取り扱う系をそうしたミクロな系の集まりとして解析することによって、ニュートン力学に代表される古典論では説明が困難であった巨視的な現象についても記述することができる。たとえば量子統計力学はそのような応用例の一つである。従って、生物や宇宙のようなあらゆる自然現象もその記述の対象となり得る。 代表的な量子力学の理論として、エルヴィン・シュレーディンガーによって創始された、シュレーディンガー方程式を基礎に置く波動力学と、ヴェルナー・ハイゼンベルク、マックス・ボルン、パスクアル・ヨルダンらによって構成された、ハイゼンベルクの運動方程式を基礎に置く行列力学がある。ただしこの二つは数学的に等価である。 基礎科学として重要で、現代の様々な科学や技術に必須な分野である。 たとえば科学分野について、太陽表面の黒点が磁石になっている現象は、量子力学によって初めて解明された。 技術分野について、半導体を利用する電子機器の設計など、微細な領域に関するテクノロジーのほとんどは量子力学を基礎として成り立っている。そのため量子力学の適用範囲の広さと現代生活への影響の大きさは非常に大きなものとなっている。一例として、パソコンや携帯電話、レーザーの発振器などは量子力学の応用で開発されている。工学において、電子工学や超伝導は量子力学を基礎として展開している。.

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自然主義的二元論

自然主義的二元論(しぜんしゅぎてきにげんろん、Naturalistic dualism)とは、心の哲学を専門とする哲学者デイヴィッド・チャルマーズが、意識のハード・プロブレム(物質としての脳からどのようにして現象意識やクオリアなどと呼ばれるものが生まれるのか、という問題)に対して取る自分の立場に対して与えた名前。現象意識やクオリアなどの問題の解決のためには物理学の理論の存在論的拡張が必要だ、という立場のこと。 名称中で使われている二元論という言葉は唯物論(または物理主義)の否定を表す。つまり意識の問題を還元や消去によって解決することは出来ない、という立場である。 そして自然主義という言葉でデカルト的な実体二元論の否定を表す。つまり霊や魂といった超自然(Supernatural)的なものによる説明ではなく、意識の主観的側面に対する自然主義的な(簡単に言えば科学的な)説明を与えるべきだ、という立場を表す。以下詳細を述べる。.

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電場

電場(でんば)または電界(でんかい)(electric field)は、電荷に力を及ぼす空間(自由電子が存在しない空間。絶縁空間)の性質の一つ。E の文字を使って表されることが多い。おもに理学系では「電場」、工学系では「電界」ということが多い。また、電束密度と明確に区別するために「電場の強さ」ともいう。時間によって変化しない電場を静電場(せいでんば)または静電界(せいでんかい)とよぶ。また、電場の強さ(電界強度)の単位はニュートン毎クーロンなので、アンテナの実効長または実効高を掛けると、アンテナの誘起電圧 になる。.

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電位

電位(でんい、electric potential)は電気的なポテンシャルエネルギーに係る概念であり、 電磁気学とその応用分野である電気工学で用いられる。 点P における電位と点Q における電位の差は、P とQ の電位差 と呼ばれる。 電気工学では電位差は電圧 とも呼ばれる。 電位の単位にはV (ボルト)が用いられる。.

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電磁場

電磁場(でんじば,, EMF)、あるいは電磁界(でんじかい)は、電場(電界)と磁場(磁界)の総称。 電場と磁場は時間的に変化する場合には、互いに誘起しあいながらさらにまた変化していくので、まとめて呼ばれる。 電磁場の変動が波動として空間中を伝播するとき、これを電磁波という。 電場、磁場が時間的に一定で 0 でない場合は、それぞれは分離され静電場、静磁場として別々に扱われる。 電磁場という用語を単なる概念として用いる場合と、物理量として用いる場合がある。 概念として用いる場合は電場の強度と電束密度、あるいは磁場の強度と磁束密度を明確に区別せずに用いるが、物理量として用いる場合は電場の強度と磁束密度の組であることが多い。 また、これらの物理量は電磁ポテンシャルによっても記述され、ラグランジュ形式などで扱う場合は電磁ポテンシャルが基本的な物理量として扱われる。このような場合には電磁ポテンシャルを指して電磁場という事もある。 電磁場のふるまいは、マクスウェルの方程式、あるいは量子電磁力学(QED)によって記述される。マクスウェルの方程式を解いて、電磁場のふるまいについて解析することを電磁場解析と言う。.

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電磁場の動力学的理論

『電磁場の動力学的理論』(でんじばのどうりきがくてきりろん、A dynamical theory of the electromagnetic field)とは、1865年に発表されたマクスウェルによる論文であり、彼の電磁気学に関する論文としては第3のものである。変位電流の概念が初めて導入され、電磁場の基礎方程式から、電磁波の方程式(波動方程式)を導くことが可能になった。マクスウェルの方程式が初めて著された論文である。 20個の変数と、それを解くための20個の方程式からなる。そのうち、14個は偏微分方程式である。 現在の主流の解釈で電磁場の基礎方程式とみなされているものには、電磁ポテンシャルがあからさまな形では入っていないが、マクスウェル自身の論文では左手系及びガウス単位系が用いられ、更に全て成分表示で書かれており、偏微分に対しても常微分や全微分と同じ記号が用いられているため、これを右手系及びMKSA単位系を用いたベクトル表記で、偏微分記号を用いたものに改めると 第一の組.

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電磁場の量子化

電磁場の量子化(でんじばのりょうしか)とは、電磁場を量子化することである。量子化によって電磁場は光子の集まりであることがわかる。つまり、光子の状態を表す電磁ポテンシャルの時間微分が電場、空間微分が磁場である。 電磁場の量子化には2通り考えられる。1つ目の方法は、場の量子論の知識によって古典的な電磁場を量子化して、量子化された電磁場を得る方法である。 2つ目の方法は、古典電磁気学と解析力学によって「古典的な電磁場は、無限個の古典的な調和振動子の集まりと等価である」ことを示し、その調和振動子を量子力学の知識によって量子化する。すると無限個の量子的な調和振動子を得られるが、それを量子化された電磁場と考える。以下ではこちらの方法について述べる。.

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電磁場解析

電磁場解析(でんじばかいせき、)とは、マクスウェルの方程式を解くことにより、対象物と電磁場の相互作用を解析することである。過去には、マクスウェルの方程式から導出される偏微分方程式を解析的に(手計算にて)計算することを指していたが、現在は専らコンピュータによって計算することを指し、積分方程式を解く解法もある。 工学分野では、電磁界解析という。電磁場解析には、静電場(静電界)解析、静磁場(静磁界)解析、電磁誘導解析、電磁波解析等が含まれる。このうち、電磁波解析は高周波回路や無線通信用回路、アンテナやレーダー等の設計・解析、電磁環境適合性 回折格子などに使用される。また、比較的低周波(数十Hz - 数百Hz)の磁界解析は、モーターなどの回転器やの設計などに用いられる。.

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電磁ポテンシャル

電磁ポテンシャル(でんじポテンシャル)とは、電磁場のポテンシャル概念で、スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルの総称である。 物理学、特に電磁気学とその応用分野で使われる。 以下断りがない限り、古典電磁気学のケースを想定して説明する。.

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電磁テンソル

電磁テンソルとは、電磁場を相対性理論にもとづいた形式で記述したものである。以後、相対論と言えば、特に断りがなければ特殊相対性理論を指す。.

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電磁誘導

電磁誘導(でんじゆうどう、)とは、磁束が変動する環境下に存在する導体に電位差(電圧)が生じる現象である。また、このとき発生した電流を誘導電流という。 一般には、マイケル・ファラデーによって1831年に誘導現象が発見されたとされるが、先にジョセフ・ヘンリーに発見されている。また、が1829年に行った研究によって、既に予想されていたとも言われる。 ファラデーは、閉じた経路に発生する起電力が、その経路によって囲われた任意の面を通過する磁束の変化率に比例することを発見した。すなわち、これは導体によって囲われた面を通過する磁束が変化した時、すべての閉回路には電流が流れることを意味する。これは、磁束の強さそれ自体が変化した場合であっても導体が移動した場合であっても適用される。 電磁誘導は、発電機、誘導電動機、変圧器など多くの電気機器の動作原理となっている。.

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電磁気学

電磁気学(でんじきがく、)は、物理学の分野の1つであり、電気と磁気に関する現象を扱う学問である。工学分野では、電気磁気学と呼ばれることもある。.

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電磁気量の単位系

電磁気量の単位系には、国際的に定められている国際単位系(SI)のほかにも、歴史的な経緯から複数の流儀がある。.

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電磁波

電磁波(でんじは )は、空間の電場と磁場の変化によって形成される波(波動)である。いわゆる光(赤外線、可視光線、紫外線)や電波は電磁波の一種である。電磁放射()とも呼ばれる。現代科学において電磁波は波と粒子の性質を持つとされ、波長の違いにより様々な呼称や性質を持つ。通信から医療に至るまで数多くの分野で用いられている。 電磁波は波であるので、散乱や屈折、反射、また回折や干渉などの現象を起こし、 波長によって様々な性質を示す。このことは特に観測技術で利用されている。 微視的には、電磁波は光子と呼ばれる量子力学的な粒子であり、物体が何らかの方法でエネルギーを失うと、それが光子として放出される。また、光子を吸収することで物体はエネルギーを得る。.

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電磁波工学

電磁波工学(でんじはこうがく)とは、電磁波を扱う電子工学の一分野であり、電波工学(マイクロ波領域を含む)、電磁光学などの領域を対象としている。 電磁波工学は、マクスウェル方程式が基礎となっている。.

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電荷保存則

電荷保存則(でんかほぞんそく)とは、電荷の総量は永遠に変わらないという法則である。 電荷が化学反応から原子核反応、粒子の崩壊や対生成・対消滅に至るまで、現在確認されている全ての反応で保存しており、今までに反例が見つかっていないと言う経験的事実から導き出された法則である。 とはいえ、電荷保存則はゲージ変換対称性の現れであり、ひいては光子の質量が 0 である根拠となっている(例えば、もし電荷保存則が成り立たないことがあれば特殊相対論などの現代物理学は根本的な見直しを迫られる。無論、電荷保存則の確認は技術の進歩に伴い、常に確認が繰り返されている)。 ゆえに、エネルギー保存則などと共に自然界の基本法則であると考えられている。 この法則を連続の方程式の形で表すと、.

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電荷・電流密度

電荷・電流密度(でんか・でんりゅうみつど, )、或いは4元電流密度とは、電荷密度と電流密度を相対論的に記述したものである。 電荷・電流密度は4元ベクトルでありローレンツ変換に従う。 電荷密度 \rho(t,\boldsymbol)、電流密度 \boldsymbol(t,\boldsymbol) によって と書かれる。ここで c は光速度であり、電荷密度の次元を電流密度の次元に換算する定数である。 電荷・電流密度は連続の方程式 を満たす。 電荷・電流密度は電磁場の源(ソース)でありマクスウェルの方程式 を満たす。ここで F は電磁場テンソル、A は電磁ポテンシャルである。 また、μ0は透磁率である。 また、電荷・電流密度は、電磁場からローレンツ力 を受ける。.

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電気

電気(でんき、electricity)とは、電荷の移動や相互作用によって発生するさまざまな物理現象の総称である。それには、雷、静電気といった容易に認識可能な現象も数多くあるが、電磁場や電磁誘導といったあまり日常的になじみのない概念も含まれる。 雷は最も劇的な電気現象の一つである。 電気に関する現象は古くから研究されてきたが、科学としての進歩が見られるのは17世紀および18世紀になってからである。しかし電気を実用化できたのはさらに後のことで、産業や日常生活で使われるようになったのは19世紀後半だった。その後急速な電気テクノロジーの発展により、産業や社会が大きく変化することになった。電気のエネルギー源としての並外れた多才さにより、交通機関の動力源、空気調和、照明、などほとんど無制限の用途が生まれた。商用電源は現代産業社会の根幹であり、今後も当分の間はその位置に留まると見られている。また、多様な特性から電気通信、コンピュータなどが開発され、広く普及している。.

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電気工学

電気工学(でんきこうがく、electrical engineering)は、電気や磁気、光(電磁波)の研究や応用を取り扱う工学分野である。電気磁気現象が広汎な応用範囲を持つ根源的な現象であるため、通信工学、電子工学をはじめ、派生した技術でそれぞれまた学問分野を形成している。電気の特徴として「エネルギーの輸送手段」としても「情報の伝達媒体」としても大変有用であることが挙げられる。この観点から、前者を「強電」、後者を「弱電」と二分される。.

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電気通信

電気通信(でんきつうしん)とは、電気信号・電磁波・光波等の電磁的手段により映像・音声・データなどの情報を伝える通信である。.

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電波

ムネイル 電波(でんぱ)とは、電磁波のうち光より周波数が低い(言い換えれば波長の長い)ものを指す。光としての性質を備える電磁波のうち最も周波数の低いものを赤外線(又は遠赤外線)と呼ぶが、それよりも周波数が低い。.

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電波工学

電波工学(でんぱこうがく、英語:RF engineering)は、電波を使った無線通信、電波計測・電波測位(航法無線)、電波伝播、電波障害、アンテナ・給電線、電波を使った送電など電波の工学的利用を扱う電子工学の一分野である。 電波を通信、計測等に利用するためには、電波の基本的な理論を明らかとし、電波のふるまいを理解する必要がある。このため、電波工学は、マクスウェルの方程式を出発点とした電磁気学、回路理論、変復調理論、伝送理論、空中線理論、電波伝播理論などの幅広い学問の領域を対象としている。 電波工学が対象とする電波の周波数領域は、電波の利用及び応用を目的としている点で、いわゆる電波法で規定されている周波数領域であって、中でも高周波と呼ばれる領域が主な対象となっている。この背景としては、高周波を利用・応用する装置及びアンテナの寸法規模が、我々の生活において適切である点、製品の設計・開発を比較的容易に行える点、電波伝播特性が安定している点、が挙げられる。 電波は目に見えないため、電波のふるまいを理解するためには、数式によるモデル化・定式化が必要となる。近年、計算機の高性能化にともなって、電磁界理論に基づいた計算機シミュレーションを実施する機会が増えている。現実の電波のふるまいに、より近いシミュレーション結果を得るための計算手法の開発及び改善も行われている。 電波の利用及び応用範囲としては、音声・画像などの情報伝達、位置・距離などの計測、加熱などの調理、癌などの治療、などの幅広い分野が挙げられる。 一方、電波の利用及び応用が進むことにより、電子機器間での電波干渉、電波妨害等が発生し、電子機器の誤動作が問題となっている。このため、電波障害対策も重要な課題の一つとして電波工学の対象となっている。.

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連続の方程式

連続の方程式(れんぞくのほうていしき、equation of continuity、連続方程式、連続の式、連続式などとも言う)は物理学で一般的に適用できる方程式で、「原因もなく物質が突然現れたり消えたりすることはない」という自然な考え方を表す。保存則と密接に関わっている。 狭義には流体力学における質量保存則 + \nabla \cdot (\rho \boldsymbol).

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FDTD法

FDTD法(Finite-difference time-domain method; FDTD method)は、電磁場解析の一手法である。日本語では時間領域差分法、有限差分時間領域法などと訳されるが、もっぱらFDTD法と呼ばれる。.

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IEEEマイルストーン

IEEEマイルストーン(アイトリプルイー マイルストーン)は、IEEEが電気・電子技術やその関連分野における歴史的偉業に対して認定する賞。これに認定されるためには、25年以上に渡って世の中で高く評価を受けてきたという実績が必要である。1983年に制定され、2007年11月現在で96件が認定されている。.

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MKSA単位系

MKSA単位系(エムケーエスエーたんいけい、)は、メートル (metre.

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S-双対

論物理学では、S-双対(S-duality)は、2つの物理理論の等価のことで、この物理理論は場の量子論でも弦理論でもよい。S-双対は、計算することが難しい理論をより計算し易い理論に結びつけるので、理論物理で計算する際に有益である。Frenkel 2009, p.2 場の量子論では、S-双対性は、古典電磁気学で良く知られた事実、すなわち、電場と磁場の交換の下にマクスウェルの方程式の不変であると言う事実を一般化したものである。場の量子論で最も早く知られたS-双対の例の一つは、(Montonen-Olive duality)で、N.

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気体分子運動論

気体分子運動論(きたいぶんしうんどうろん、)は、原子論の立場から気体を構成する分子の運動を論じて、その気体の巨視的性質や行動を探求する理論である。気体運動論や分子運動論とも呼ばれる。最初は単一速度の分子群のモデルを使ってボイルの法則の説明をしたりしていたが、次第に一般化され、現今では速度分布関数を用いて広く気体の性質を論ずる理論一般をこの名前で呼ぶようになっている。.

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最小作用の原理

最小作用の原理(さいしょうさようのげんり、principle of least action)は、物理学における基礎原理の一つ。特に解析力学の形成において、その基礎付けを与えた力学の原理を指す。最小作用の原理に従って、物体の運動(時間発展)は、作用積分と呼ばれる量を最小にするような軌道に沿って実現される。 物理学における最大の指導原理の一つであり、電磁気学におけるマクスウェルの方程式や相対性理論におけるアインシュタイン方程式ですら、対応するラグランジアンとこの法則を用いて導出される。また、量子力学においても、この法則そのものは、ファインマンの経路積分の考え方によって理解できる。物体は運動において様々な運動経路(軌道)をとる事が可能であるが、作用積分が極値(鞍点値)をとる(すなわち最小作用の原理を満たす)経路が最も量子力学的な確率密度が高くなる事が知られている。.

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流束

流束(りゅうそく、flux)とは、流れの場、あるいはベクトル場の強さを表す量である。 英語のままフラックスとも呼ばれる。 様々なベクトル場に対応した流束が用いられる。流束は流体の理論からの類推であるが、何らかの実体が流れているとは限らない。 なお、面積あたりの流束である流束密度()を指して単に流束と呼ばれることも多い。.

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数値流体力学

数値流体力学(すうちりゅうたいりきがく、computational fluid dynamics、略称:)とは、流体の運動に関する方程式(オイラー方程式、ナビエ-ストークス方程式、またはその派生式)をコンピュータで解くことによって流れを観察する数値解析・シミュレーション手法。計算流体力学とも。コンピュータの性能向上とともに飛躍的に発展し、航空機・自動車・鉄道車両・船舶等の流体中を移動する機械および建築物の設計をするにあたって風洞実験に並ぶ重要な存在となっている。.

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数理物理学

数理物理学(すうりぶつりがく、Mathematical physics)は、数学と物理学の境界を成す科学の一分野である。数理物理学が何から構成されるかについては、いろいろな考え方がある。典型的な定義は、Journal of Mathematical Physicsで与えているように、「物理学における問題への数学の応用と、そのような応用と物理学の定式化に適した数学的手法の構築」である。 しかしながら、この定義は、それ自体は特に関連のない抽象的な数学的事実の証明にも物理学の成果が用いられている現状を反映していない。このような現象は、弦理論の研究が数学の新地平を切り拓きつつある現在、ますます重要になっている。 数理物理には、関数解析学/量子力学、幾何学/一般相対性理論、組み合わせ論/確率論/統計力学などが含まれる。最近では弦理論が、代数幾何学、トポロジー、複素幾何学などの数学の重要分野と交流を持つようになってきている。.

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