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「理工系の基礎 物理学 I 」
力学、電磁気学を俯瞰する教科書。
2017年4月発売

(2017/04/10)


理工系の基礎 物理学 I

現象の奥にある普遍性と本質を追求する認識の学問といえる「物理学」は、現代の科学技術の基盤であり、その知識の獲得だけでなく、原理原則に立ち戻り、問題を解決する論理的思考法を養成できる観点からも、広く理工系の学生が学ぶ意義のある学問といえます。

本書は、大学1~2年次で学ばれることが多い「力学」と「電磁気学」を1冊にまとめ、必要最低限の整理された知識(トピック)を厳選し、分野を俯瞰するガイドかつハンドブックとなることを目指して執筆されています。必要になる数学は「力学」「電磁気学」のそれぞれ冒頭の1章を割いて説明しています。

第 I 部の「力学」は、力学の基礎数学、質点の運動、質点系と剛体の運動、解析力学の四つの章で構成され、一から力学を学べるように配慮されています。第 II 部の「電磁気学」は、大きく「真空中における電磁気学」と「物質を含む電磁気学」に分けた構成で、それぞれに静電場、静磁場、変動する電磁場が解説されています。そのため、中盤でマクスウェル方程式が示され、本書の特徴の一つとなっています。「力学」や「電磁気学」「物理学(入門)」といった講義の教科書、副読本としておすすめの一冊です。


■目次
I 力学
1. 力学の基礎数学
 1.1 ベクトル
 1.2 3次元座標系
 1.3 微分方程式
2. 質点の運動
 2.1 運動の法則
 2.2 運動方程式の変換、力学的エネルギー
 2.3 角運動量、中心力
 2.4 拘束運動
 2.5 相対運動
3. 質点系と剛体の運動
 3.1 質点系の運動
 3.2 角運動量、慣性モーメント、剛体の運動方程式
 3.3 剛体の平面運動
 3.4 固定点まわりの剛体の運動
4. 解析力学
 4.1 仮想仕事の原理、ダランベールの原理、ラグランジュの運動方程式
 4.2 変分法とハミルトンの原理
 4.3 ハミルトン関数の正準方程式

II 電磁気学
1. 電磁気学の基礎数学
 1.1 ベクトル場の線積分と面積分
 1.2 ベクトル場の微分
 1.3 ベクトル場の積分定理
 1.4 渦なしベクトル場と管状ベクトル場
2. 序論
 2.1 場による電磁気学現象の定式化とマクスウェル方程式
 2.2 第 II 部の構成
3. 静電場1
 3.1 クーロンの法則といろいろな電荷分布が作る電場
 3.2 ガウスの法則
 3.3 静電場の満たす場の方程式
 3.4 静電ポテンシャル(電位)
 3.5 静電場のエネルギー
4. 静磁場1
 4.1 ローレンツ力
 4.2 電流と電流密度
 4.3 ビオ・サバールの法則
 4.4 アンペールの法則
 4.5 ベクトルポテンシャル
 4.6 磁場の境界条件
5. 変動する電磁場1
 5.1 電磁誘導
 5.2 インダクタンスと過渡現象
 5.3 変動する電磁場の満たす方程式
 5.4 電磁場のエネルギーとポインティングベクトル
 5.5 真空中の電磁波
6. 静電場2
 6.1 導体
 6.2 ラプラス方程式とポアソン方程式
 6.3 鏡像法
 6.4 変数分離によるラプラス方程式の解法
7. 静電場3
 7.1 電気双極子モーメント
 7.2 静電場中の物質に生じる分極と拘束電荷
 7.3 物質中のガウスの法則
 7.4 線形誘電体
8. 静磁場2
 8.1 磁気双極子モーメント
 8.2 物質中に生じる磁化と拘束電流
 8.3 物質中の静磁場
 8.4 線形磁性体
9. 変動する電磁場2
 9.1 物質中のマクスウェル方程式
 9.2 電場と磁場の境界条件
 9.3 物質中の電磁波
 9.4 導体と電磁波



理工系の基礎 物理学 I
物理学 編集委員会 編
小向得 優・満田節生・坂田英明・梅村和夫・二国徹郎 著

B5判 238ページ ISBN978-4-621-30163-0
定価 本体2,700円 +税

2017年4月発売
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