本書は、光・音・波といった物理現象をマンガによって表現しながら、楽しくかつ本質的な理解ができるように解説していきます。物理によって現象を理解する面白さを、マンガのストーリーを追うことで自然に学習できる本を目指します。レベル的には高校物理を想定していますが、中学校レベルからの復習を含んでいます。また,一部に大学基礎物理レベルの内容もありますが、高校生にもわかるように解説します。
https://www.ohmsha.co.jp/book/9784274218200/
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プロローグ
第1章 光
第2章 波
第3章 音
第4章 ドップラー効果
第5章 光の波
エピローグ
第1章 光
1.1 光の直進と反射
[実験室] 鏡で全身を映すためには
1.2 光の屈折
1.3 レンズと像
[実験室] 凸レンズの作る実像について考えてみよう
1.4 光の分散と色
フォローアップ
・光の探究史
・光の散乱が生じる理由
・光の吸収と透明・不透明
・太陽光の暖かさ
・反射の法則
・外の明るさと窓での反射
・光の速さと屈折率
・屈折の法則
・レンズの公式
・光の分散
ステップアップ
・虹のできかた
第2章 波
2.1 波の基本
2.2 波の重ね合わせ
フォローアップ
・「 位置-変位グラフ」と「時間-変位グラフ」の関係
・波の反射
ステップアップ
・運動方程式
・振動
・単振動とサイン関数
・正弦波の式とグラフ
・定常波
ジャンプアップ
・微分で表した運動方程式
・運動方程式と単振動
・波動方程式
・横波の波動方程式
・縦波の速さとヤング率
・波動方程式の解
・重ね合わせの原理と波動方程式
第3章 音
3.1 音波の基本
3.2 音波の伝わり方
[実験室] さまざな楽器の「時間−変位」グラフ
3.3 音波の定常波とうなり
[実験室] うなり
フォローアップ
・気柱の中の空気の振動
・音の速さ(音速)
・弦を伝わる横波の速さ
・音階
ステップアップ
・音速の式
・音色と音波の重ね合わせ
・開口端補正
第4章 ドップラー効果
4.1 音源が動いているときに聞こえる音
[実験室] 音源が運動している場合のドップラー効果の式
4.2 観測者が動いているときに聞こえる音
[実験室] 観測者が運動している場合のドップラー効果の式
フォローアップ
・音源と観測者がともに動いているときのドップラー効果
・スピードガンの原理
ステップアップ
・斜め方向のドップラー効果
・光のドップラー効果
・衝撃波
第5章 光の波
5.1 波の干渉と回折
[実験室] 波が強め合う場所と弱めあう場所を表す式
5.2 粒子と波
[実験室] 回折スリットによる干渉
5.3 万物は波
フォローアップ
・波のエネルギーと強さ
・電磁波を伝える媒質は?
ステップアップ
・球面波
・球面波の干渉
・粒子性と波動性
付録A 単位について
・基本単位と組立単位
・倍数を表す記号と名称
・デシベル
付録B 数学的補遺
・テイラー展開
・発展問題(p.88)の解答
エピローグ