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高専・大学物理 電磁気・原子

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電磁気・原子

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    電磁気・原子 教科書

  • 電磁気・原子 問題集

    電磁気・原子 問題集 問題集

電磁気・原子

電磁気・原子

定価:1,980円(本体1,800円+税)
体裁:A5判 / 2色 / 228頁
ISBN:978-4-477-02052-5

定価:1,980円(本体1,800円+税)
体裁:A5判 / 2色 / 228頁
ISBN:978-4-477-02052-5

著者
著者

柴田洋一(小山工業高等専門学校教授)

勝山智男(沼津工業高等専門学校名誉教授)

鈴木三男(福島工業高等専門学校教授)

長澤修一(函館工業高等専門学校教授)

加藤清考(小山工業高等専門学校准教授)

青山歓生(和歌山工業高等専門学校教授)

校閲
校閲

高木隆司(東京農工大学名誉教授)

早野龍五(東京大学名誉教授)

高橋邦夫(木更津工業高等専門学校名誉教授)

藤原勝幸(長野工業高等専門学校名誉教授)

大西浩次(長野工業高等専門学校教授)

奥村紀浩(長野工業高等専門学校准教授)

「電磁気・原子」のねらい

電磁気・原子では,『力学Ⅰ』の知識を前提として「電磁気」について,高校物理レベルから大学初年次レベルまでの内容を,基礎から定式化まで丁寧に解説しました。
また,「原子」では高校物理レベルの内容を中心に丁寧に解説しました。

目次

電磁気:第1章 電場静電気力/電場/電位/電場中の物体/コンデンサー

電磁気:第2章 電流オームの法則/直流回路

電磁気:第3章 電流と磁場磁場/電流が作る磁場/電流が磁場から受ける力/ローレンツ力

電磁気:第4章 電磁誘導と電磁波電磁誘導/インダクタンス/交流/微分法と回路

原子:第1章 電子と原子核の発見原子/電子の発見/原子核の発見

原子:第2章 量子と原子の構造光の粒子性/原子の構造/物質の波動性

原子:第3章 原子核の構造中性子の発見と原子核の構造/放射性崩壊と崩壊系列/核反応と核エネルギー

付録元素の周期表/原子の単元に関係する科学者一覧表/電気用図記号

現象編と定式化編

電磁気・原子のうち「電磁気」の各章については,現象編の内容と定式化編の内容をバランスよく配置し,★印の数で難易度を表示して学習項目の選択の目安を与えています。
このうち,★,★★が現象編の内容に相当し,★★★が定式化編に相当します。
一方,原子については本書で扱う内容は,すべて現象編の内容に限っています。

目次

電磁気・原子 p.4-p.5 電磁気・原子 p.4-p.5 解説
  • ポイント

    ★と★★は現象編の内容,★★★は定式化編の内容にそれぞれ対応しています。電磁気を履修する学年,単位数に応じて学習項目を選択する目安として利用できます。

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電磁気…第3章 電流と磁場(【現象編】)

電磁気・原子 p.94-p.95 電磁気・原子 p.94-p.95 解説
  • ポイント

    現象編(★,★★)では,実験の意味やイラストを利用しながら,物理における式の意味が理解できるように配慮しました。

ポイントをかくす


電磁気…第3章 電流と磁場(【定式化編】)

電磁気・原子 p.96-p.98 電磁気・原子 p.96-p.98 解説
  • ポイント

    定式化編(★★★)では,現象編(★,★★)で説明した(3-7)式をビオ・サバールの法則を用いて解析的に導く過程を丁寧に解説しました。

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大学編入学試験対策や大学初年次の学習に

本書で扱っている定式化の内容は,大学の初年次で学習するような内容であるとともに,大学編入学試験でも取り上げられる内容です。
法則を定式化してから,現実の問題に適用できるところまで丁寧に説明しています。
大学初年次の物理学入門としても,大学編入学試験対策としてもお使いいただけます。

電磁気…第1章 電場

電磁気・原子 p.27-p.29 電磁気・原子 p.27-p.29 解説
  • ポイント

    線電荷のまわりの電場を求める問題は,大学編入試験でもよく扱われます。
    ここでは,点電荷のまわりと重ね合わせの原理による積分を用いて計算する方法と,ガウスの法則を用いて計算する方法を併記して丁寧に解説しました。

ポイントをかくす

「参考」の充実

各章に関連する興味深い話題や,本文を補う説明を「参考」として取り上げました。
本文からの流れを大切にしつつ,歴史的な話題,発展的な話題など,各章の理解を深める内容を紹介しています。

電磁気…第3章 電流と磁場

電磁気・原子 p.92-p.93 電磁気・原子 p.92-p.93 解説
  • ポイント

    ここでは「地磁気」について取り上げました。
    方位磁針のN極が北を向く理由や,地磁気の方向が地面に対して厳密には平行でないことなどを紹介しています。

ポイントをかくす


原子…第3章 原子核の構造

電磁気・原子 p.214 電磁気・原子 p.214 解説
  • ポイント

    核反応と核エネルギーの「参考」では,質量とエネルギーの等価性に関するアインシュタイン自身による有名な証明法を紹介しました。核反応において質量保存則が成り立たないことの背景や特殊相対論など,より進んだ内容を紹介しています。

ポイントをかくす

専門で必要になる内容を丁寧に説明

高校で扱われていない内容であっても,理工系の専門科目を学ぶ上で基礎となる内容については丁寧に説明しました。

電磁気…第2章 電流

電磁気・原子 p.64-p.65 電磁気・原子 p.64-p.65 解説
  • ポイント

    コンダクタンスは高校で扱われていませんが,電気系の専門科目で早期に学習することに配慮して,ここで取り扱いました。高度な数学を必要としないことから現象編(★)の本文中で解説しています。

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原子の内容の説明を工夫

原子の分野では,学生の自学自習を想定して,前期量子論に関わる重要な内容に関して,なるべく途中計算を省略せずに丁寧に解説するよう配慮しました。
また,歴史的な実験データを用いて結果を説明することにより,この分野に興味を持ってもらえるよう配慮しました。

原子…第1章 電子と原子核の発見

電磁気・原子 p.170-p.171 電磁気・原子 p.170-p.171 解説
  • ポイント

    電子の比電荷を測定するために,J.J.トムソンが得た実験結果を示すとともに,関連して得られる性質について詳しく説明しました。

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原子…第2章 量子と原子の構造

電磁気・原子 p.185-p.187 電磁気・原子 p.185-p.187 解説
  • ポイント

    コンプトン効果では,エネルギー保存則の式(2-7)と運動量保存則の式(2-8a),(2-8b)の連立方程式から,波長のずれの公式(2-13)の導出過程を,途中計算を省略せず,丁寧に解説しました。

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電磁気・原子 問題集

電磁気・原子 問題集

定価:1,026円(本体933円+税)
体裁:A5判 / 88頁
ISBN:978-4-477-02365-6

定価:1,026円(本体933円+税)
体裁:A5判 / 88頁
ISBN:978-4-477-02365-6

監修
監修

柴田洋一(小山工業高等専門学校教授)

勝山智男(沼津工業高等専門学校名誉教授)

著者
著者

加藤清考(小山工業高等専門学校准教授)

青山歓生(和歌山工業高等専門学校教授)

「電磁気・原子 問題集」のねらい

「初歩から学ぶ基礎物理学 電磁気・原子」に準拠した問題集です。
節ごとに,要点のまとめ,基礎問題,応用問題で構成されており,授業や自学自習の際に教科書の内容を着実に身につけることができます。
大学編入試験問題についても一部掲載しております。

目次

電磁気:第1章 電場静電気力/電場/電位/電場中の物体/コンデンサー

電磁気:第2章 電流オームの法則/直流回路

電磁気:第3章 電流と磁場磁場/電流が作る磁場/電流が磁場から受ける力/ローレンツ力

電磁気:第4章 電磁誘導と電磁波電磁誘導/インダクタンス/交流/微分法と回路

原子:第1章 電子と原子核の発見原子/電子の発見/原子核の発見

原子:第2章 量子と原子の構造光の粒子性/原子の構造/物質の波動性

原子:第3章 原子核の構造中性子の発見と原子核の構造/放射性崩壊と崩壊系列/核反応と核エネルギー

電磁気:編入試験問題

原子:編入試験問題

解答・解説編

復習や確認のための「要点のまとめ」

各章の節のはじめに「要点のまとめ」として,その節で必要な学習事項をまとめました。
教科書の復習に活用して下さい。

電磁気……第1章 電場

電磁気・原子問題集 p.4 電磁気・原子問題集 p.4 解説
  • ポイント

    節ごとの重要事項を取り上げました。基礎問題に取り組む前の確認に便利です。

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公式の適用を重視した「基礎問題」

「基礎問題」は,公式の適用を中心とした問題で,基礎の理解と知識の習得を目的としています。

電磁気……第1章 電場

電磁気・原子問題集 p.5 電磁気・原子問題集 p.5 解説
  • ポイント

    公式を身につけるためには様々なパターンで経験を積み重ねることが大切です。ここでは,公式を使えば必ず解ける基礎問題を集めました。

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思考力をつける「応用問題」

「応用問題」は,公式を組み合わせて使う問題や思考力を要する問題で,物理に関する理解を深めることが目的です。
小問ごとに段階的に解決していく問題に取り組むことで,より複雑な問題にも対応できるようになります。

第1章 物体の運動

電磁気・原子問題集 p.25 電磁気・原子問題集 p.25 解説
  • ポイント

    基礎問題で習得した公式をもとに小問を段階的に解決していくことで,より複雑な問題に取り組むことが可能になります。
    応用問題を通して,確かな実力が身につくようにしました。

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「編入試験問題」で腕試し

大学の編入試験問題を集めた「編入試験問題」を設けました。
大学編入試験対策や,大学教養レベルの知識の確認として活用して下さい。

電磁気……編入試験問題

電磁気・原子問題集 p.45-p.46 電磁気・原子問題集 p.45-p.46 解説
  • ポイント

    「電磁気」について編入試験問題を取り上げました。大学編入試験対策に便利です。

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原子……編入試験問題

電磁気・原子問題集 p.47-p.48 電磁気・原子問題集 p.47-p.48 解説
  • ポイント

    「原子」について編入試験問題を取り上げました。大学編入試験対策に便利です。

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丁寧な「解答・解説編」

自学自習の場合を考慮して,すべての問題に解答をつけ,丁寧な解説を加えました。

解答・解説編 電磁気……第3章 電流と磁場

電磁気・原子問題集 p.84-p.85 電磁気・原子問題集 p.84-p.85 解説
  • ポイント

    解答・解説編では,わかりやすい解説を心がけました。特に応用問題には,丁寧な解説を加えました。
    つまづいた問題も,解説を読むことで解き方が身につきます。

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