内容

目次

まえがき 第１講　電気・磁気という言葉 　　　　講師の挨拶 　　　　第１講のまとめ 第２講　流れの場 　　　　講師の挨拶 　　　　気圧 　　　　風 　　　　水の流れ 　　　　流線 　　　　流線を数える 　　　　電場と磁場 　　　　ベクトル場のまとめ 第３講　電荷 　　　　講師の挨拶 　　　　「気」のもうひとつの意味 　　　　電気の微粒子 　　　　物質の中の電荷 　　　　原子の構造 　　　　イオン 　　　　テスト電荷 　　　　電荷のバランス 　　　　第３講のまとめ 第４講　数の表現と数式 　　　　講師の挨拶 　　　　大きな数 　　　　１と小さな数 　　　　式は文章 　　　　世界共通の言葉 　　　　第４講のまとめ 第５講　単位の話 　　　　講師の挨拶 　　　　MKSA-単位系 　　　　誘導単位 　　　　仕事とエネルギーの単位 　　　　最後に単位に関する注意 　　　　第５講のまとめ 第６講　マクスウエルの方程式 　　　　講師の挨拶 　　　　マクスウエルの業績 　　　　第１方程式 　　　　第４方程式 　　　　第２，第３方程式 　　　　生物とロボット 　　　　弱い電場と強い磁場 　　　　第６講のまとめ 第７講　遠達作用と媒達作用 　　　　講師の挨拶 　　　　月は落ちる？ 　　　　逆２乗の力 　　　　ちょっとした思考実験 　　　　力の伝播 　　　　電場としての説明 　　　　第７講のまとめ 第８講　電場は３次元の絨毯 　　　　講師の挨拶 　　　　電場を探る道具としてのプローブ 　　　　電気力線を探る 　　　　電位 　　　　等電位面 　　　　電位差 　　　　電位差の単位 　　　　３次元の絨毯 　　　　電気力線を数える 　　　　第８講のまとめ 第９講　静電場の性質 　　　　講師の挨拶 　　　　静電場の性質 　　　　湧き口と吸い込み口 　　　　電気力線の性質 　　　　電気力線が渦を巻くことがあるか？ 　　　　第９講のまとめ 第10講　点電荷の周りの電場 　　　　講師の挨拶 　　　　点電荷＋Qのまわりの電場 　　　　球対称の電場 　　　　等電位面間の電位差 　　　　電位ゼロの点 　　　　電気力線の数 　　　　ガウスの法則 　　　　電気力線の行く先 　　　　電気双極子 　　　　第10講のまとめ 第11講　導体 　　　　講師の挨拶 　　　　金属 　　　　伝導電子 　　　　金属銅の構造 　　　　帯電している導体の内部 　　　　導体表面の電荷分布 　　　　尖端放電 　　　　第11講のまとめ 第12講　静電遮蔽 　　　　講師の挨拶 　　　　導体内の空洞 　　　　空間の分割 　　　　鏡像 　　　　静電遮蔽の応用 　　　　第12講のまとめ 第13講　一様に帯電した平面 　　　　講師の挨拶 　　　　一様に帯電している無限に広がった平面 　　　　電場の強さ 　　　　平行平面板コンデンサー 　　　　平行平面板コンデンサーの等電位面 　　　　電気二重層 　　　　電池 　　　　第13講のまとめ 第14講　コンデンサー 　　　　講師の挨拶 　　　　コンデンサーを電池につなぐ 　　　　静電容量（キャパシティ） 　　　　静電容量の単位 　　　　コンデンサーを電池につなぐときの具体的な数値 　　　　強い電場と弱い電場 　　　　電気二重層を引き離す 　　　　第14講のまとめ 第15講　物質の分極 　　　　講師の挨拶 　　　　誘電体 　　　　原子の分極 　　　　物質による分極の違い 　　　　分子の分極 　　　　電場のなかで双極子に加わる力 　　　　固体の誘電体 　　　　誘電体内部の電場 　　　　比誘電率 　　　　第15講のまとめ 第16講　いろいろなコンデンサー 　　　　講師の挨拶 　　　　コンデンサーの祖先－ライデン瓶 　　　　回路部品としてのコンデンサー 　　　　球殻コンデンサー 　　　　球の静電容量 　　　　実際の数値 　　　　第16講のまとめ 第17講　空中電気と雷の話－I 　　　　講師の挨拶 　　　　大気中の電荷 　　　　球殻コンデンサー模型 　　　　空中電場 　　　　雷をつかまえた人 　　　　第17講のまとめ 第18講　空中電気と雷の話－II 　　　　講師の挨拶 　　　　雷雲 　　　　ウィルソンの説 　　　　火山の噴火 　　　　第18講のまとめ 第19講　非定常状態と電流－I 　　　　講師の挨拶 　　　　電流の場 　　　　電場と電流の場の違い 　　　　電流に関するガウスの法則 　　　　比抵抗，回路，オームの法則 　　　　具体的な数値，電池から供給されるエネルギー 　　　　キャリヤーの速度 　　　　第19講のまとめ 第20講　非定常状態と電流－II 　　　　講師の挨拶 　　　　ある思考実験 　　　　電束電流 　　　　静電場のエネルギー 　　　　非定常場と定常場の違い 　　　　第20講のまとめ 第21講　磁気の世界へのご案内 　　　　講師の挨拶 　　　　人類と磁気との付き合い 　　　　人工の磁気 　　　　人工の棒磁石 　　　　アンペールの分子電流仮説 　　　　分子電流仮説の限界 　　　　原子構造と磁性 　　　　電磁誘導 　　　　電気機械 　　　　時間変化する電流・電圧 　　　　量子力学の理解のために 　　　　電磁波の伝播 　　　　第21講のまとめ 第22講　磁場を探る 　　　　講師の挨拶 　　　　磁場を探る道具－磁気モーメント 　　　　磁力線をたどる 　　　　流れの場と磁場 　　　　磁場の強さ 　　　　実験的に磁場の強さの単位を決める 　　　　直線電流を使う 　　　　磁場を図に描く 　　　　おまけ 　　　　慣性系 　　　　第22講のまとめ 第23講　右と左がある世界 　　　　講師の挨拶 　　　　渦 　　　　回転運動のトルク 　　　　ベクトル積 　　　　軸性ベクトル 　　　　角ベクトル 　　　　面ベクトル 　　　角速度ベクトル 　　　スカラー積 　　　べクトル積で左手の法則を表す 　　　第23講のまとめ 第24講　磁力線をたどる 　　　　講師の挨拶 　　　　アンペール 　　　　再び磁力線探検 　　　　軸対称な磁場 　　　　透磁率m0の値を見積もる 　　　　式（24-1）の拡張 　　　　もっと一般的な式（24-5）への拡張 　　　　第24講のまとめ 第25講　磁気モーメント 　　　　講師の挨拶 　　　　アンペールの仮説 　　　　電場中に置かれた電気双極子の振舞い 　　　　分子電流が磁場から受けるトルク 　　　　電気双極子の電場と磁気モーメントの磁場 　　　　分子電流は存在するか？ 　　　　第25講のまとめ 第26講　一様な磁場 　　　　講師の挨拶 　　　　円筒状の電流が作る磁場 　　　　無端ソレノイドの外側の磁場 　　　　無端ソレノイドの内側の磁場 　　　　有限なソレノイド 　　　　コイル 　　　　具体的数値の計算 　　　　第26講のまとめ 第27講　物質と磁化 　　　　講師の挨拶 　　　　分子電流を面上に並べる 　　　　分子電流が並んでいる面を縦に重ねる 　　　　束縛電流（見立ての電流） 　　　　円筒状の物体の磁化 　　　　非磁性物質 　　　　第27講のまとめ 第28講　主に古典力学による電子の運動 　　　　講師の挨拶 　　　　力・速度・加速度・運動量 　　　　ロケットの加速 　　　　電子の回転運動 　　　　リング電流の磁気モーメント 　　　　ボーア磁子 　　　　スピン角運動量 　　　　第28講のまとめ 第29講　電子の運動と原子の構造 　　　　講師の挨拶 　　　　人工衛星の運動と，電子の運動 　　　　状態について 　　　　水素原子の電子状態 　　　　有限な角運動量状態 　　　　磁気量子数 　　　　水素以外の元素の原子構造 　　　　Na原子の構造 　　　　遷移元素 　　　　第29講のまとめ 第30講　強磁性という現象 　　　　講師の挨拶 　　　　いろいろな磁場の大きさ 　　　　分子磁場 　　　　鉄（26Fe），コバルト（27Co），ニッケル（28Ni），銅（29Cu） 　　　　バンドの模式図 　　　　ニッケルのエネルギーバンド 　　　　交換相互作用 　　　　強磁性体としてのニッケル 　　　　第30講のまとめ 第31講　強磁性体 　　　　講師の挨拶 　　　　磁区構造 　　　　磁気変態と消磁 　　　　磁化曲線 　　　　履歴曲線の説明 　　　　第31講のまとめ 第32講　電磁誘導 　　　　講師の挨拶 　　　　クライマックス 　　　　マクスウエルの第2方程式 　　　　簡単な模型 　　　　起電力と誘導電流 　　　　レンツの法則 　　　　磁力線の運動 　　　　変化の相対性 　　　　渦電流 　　　　第32講のまとめ 第33講　自己誘導と相互誘導 　　　　講師の挨拶 　　　　自己誘導 　　　　インダクタンスの単位と大きさ 　　　　何故インダクタンス？ 　　　　磁場のエネルギー 　　　　鉄芯をコイルに挿入する 　　　　相互インダクタンス 　　　　第33講のまとめ 第34講　電気機械 　　　　講師の挨拶 　　　　産業革命 　　　　電場のエネルギー密度 　　　　磁場のエネルギー密度 　　　　電磁石 　　　　発電機 　　　　変圧器 　　　　送電 　　　　誘導電動機 　　　　第34講のまとめ 第35講　信号の解析 　　　　講師の挨拶 　　　　信号の運び手－光と音 　　　　高調波（ハーモニックス） 　　　　矩形波のフーリエ分解 　　　　正弦波 　　　　フーリエ解析（スペクトル解析） 　　　　RCL直列回路に正弦波形の電圧を加える 　　　　第35講のまとめ 第36講　電磁場の変化の伝播 　　　　講師の挨拶 　　　　電磁波の存在 　　　　変化する電場 　　　　マクスウエルの第3方程式（M3） 　　　　e0m0の単位 　　　　e0m0の数値の大きさ 　　　　面電流の磁場 　　　　磁場の変化の伝播 　　　　マクスウエルの第2方程式（M2） 　　　　磁場の伝播に伴う電場 　　　　第36講のまとめ 第37講　正弦波電磁場の伝播 　　　　講師の挨拶 　　　　正弦波形電磁場の空間変化 　　　　電場と磁場の空間変化 　　　　波動方程式 　　　　電磁波と文明 　　　　講師の最後の挨拶 APPENDIX［講師控室での会話］ 　　P1　波動関数とは？ 　　　　波動関数とは？ 　　　　水素原子の1s軌道 　　　　光子 　　　　観測の意味と状態空間 　　　　電子の回折 　　　　電子の運動 　　　　スピン自由度 　　　　多数の光子と電子の運動の記録 　　　　排他原理 　　P2　水素原子のスペクトル 　　　　エネルギー準位 　　　　エネルギーと波長の関係 　　　　水素原子のエネルギー準位 　　　　スペクトルの解釈 　　　　電子の軌道？ 　　P3　電子の分布についての疑問 　　　　水素原子の三つの波動関数 　　　　p状態における電子の角度分布 　　P4　2個の銅原子 　　　　2個の銅原子 　　　　基底状態 　　　　エネルギー準位の分離 　　P5　正弦関数の微分と積分 　　　　正弦関数の時間微分と積分 　　　　RCL直列回路の電流の計算 　　P6　E-B対応とE-H対応 　　　　E-H対応／E-B対応 　　　　電気分極と磁気分極 　　　　誘電体の電気分極 　　　　常磁性体，強磁性体の磁気分極 　　　　反磁場Hと反磁場H係数 　　　　Mとm, MHとmH 　　　　E-B対応か，E-H対応か 　　P7　単位と基礎定数 　　　　表P7-1誘導単位 　　　　複数の単位の記号 　　　　単位の読みと記号 　　　　表P7-2基礎定数表 　　　　単位表を見て考える 　　P8　問題の答 索引 あとがき