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光ってなに?

光の場と光量子との物理

在庫あり
北川 米喜
A5判 264ページ 並製
定価2800円+税
ISBN978-4-87259-463-8 C3042
奥付の初版発行年月:2013年08月

内容紹介
目次
著者略歴

内容紹介

この本は、光とは何かという素朴な質問から始めて、その理解のために物理学を順番に登場させるスタイルを取っています。その登場のさせ方が、量子力学では、水素原子をクーロンポテンシャルの中の電子の運動といった古典論で議論をすると、どうしても安定な系にはなりません。原子は潰れてしまいます。量子力学の不確定性を持ち込むことではじめて、この問題が解決し、潰れないんだといった具合にです。光とは何かということを純粋に追求し、その理解のために、すべての物理学を横断するという意味では、学生に一度は通過してほしい内容です。「しかし、学生のころにこんな本があったらなぁと思いました(物理の先生談)」「タイトルや、光とは何か問題提起する書き出しなど、一見読み物のように見えるが、実際は電磁気学や量子力学を用いて、光の量子化を導出する解説書である。かといって中身はハードではなく、解析力学や統計力学も交えつつも、式展開も分かりやすい。各学問専門書への橋渡しになる入門書としてはもちろんのこと、これ一冊で光の量子化が理解できる良質な参考書である(学生読者談)」「この教科書は、結局、光とはなんなのかを理解しようとする自身にとって、最適な道標でした。まず、ニュートン古典力学の復習から始まり、力とは、運動量とは、場とはどう考えればよいのかについてわかりやすく解説され、ベクトルの基礎も復習しながら相対性理論と光速概念の導出、そして気がつけばシュレデインガー方程式まで、まるで物理学の歴史書でも読んでいるかのような感覚でわくわくしながら読める本です。そして、光量子とは結局何なのか想像を馳せることができました。この本を読むことをきっかけに、さらに進化された物理法則を提唱する人が出てくるかもしれません(学生読者談)」 

目次

第1章光と場とエネルギー
1.1光は実在か,あるいは実体か
1.2場と物質とエネルギー
1.3量子力学とは
1.4場と光
練習問題

第2章仕事と力と運動
2.1質点
2.2力
2.3仕事
2.4運動量
2.5運動量とエネルギー
2.6ベクトル量
練習問題

第3章エネルギーと作用
3.1次元
3.2ラグランジアン
3.3ラグランジアンとハミルトニアン
練習問題

第4章特殊相対性理論
4.1位相速度と群速度
4.2アインシュタインの要請
4.3慣性座標系または慣性系
4.4ローレンツ変換
4.5自由粒子の相対論的力学,光の質量
練習問題

第5章電磁場としての光
5.1ベクトル演算
5.2マクスウェル方程式
5.3真空中のマクスウェル方程式
5.4真空でないマクスウェル方程式から電磁場のエネルギー
5.5ベクトルポテンシャル:電磁場の一元化
5.6純電磁場のハミルトニアン:古典論の取り扱い
5.7ローレンツ力,または光の場のローレンツ変換
練習問題

第6章電荷による場と光の放出
6.1任意の電荷分布による電磁場
6.2点電荷の作る電磁場
練習問題

第7章電磁場の量子化
7.1ラザフォードの水素原子模型の安定性(古典論的扱い)
7.2量子力学手法
7.3電磁場のハミルトニアン
練習問題

第8章光量子(光子)の生成と消滅
8.1光量子の個数作用素とは
8.2光子の生成
8.3光子の消滅
8.4光子1個はどんなものか
8.6荷電粒子と光子の共存
練習問題

第9章光子の集団
9.1光子が多数集まったら
9.2粒子の古典統計:古典ボルツマン分布
9.3粒子の量子統計
9.4量子統計分布のまとめ
練習問題

参考文献
索引 

著者略歴

北川 米喜(キタガワ ヨネヨシ)
昭和20年(1945)京都市生.昭和43年(1968)京都大学理学部物理学科,昭和48年(1973)同大学院理学研究科物理学第1専攻博士課程修了,理学博士.昭和50年(1975)大阪大学工学部助手,昭和59年(1984)同レーザー核融合研究センター助教授,昭和63年(1988)UCLA電気工学科客員教授,平成17年(2005)光産業創成大学院大学教授.専門:プラズマ物理,レーザー核融合,レーザー粒子加速.平成17年(2005)文部科学大臣表彰科学技術賞「高速点火レーザー核融合の原理実証の研究」他4名.第1種放射線取り扱い主任者,能楽協会会員.

(上記内容は本書刊行時のものです。)