物理学

登録日:2011/02/24(木) 05:30:08
更新日:2019/06/12 Wed 09:01:17
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物理学は、自然科学の一分野です。
物理学自身も古典力学・電磁気学・熱力学・量子力学などに分けられます。


歴史

自然科学は古来の哲学や思想と非常に関係が深く、物理学もそこらへんに根差してます。
現在のような形の物理学も歴史は古く、古代ギリシャのアルキメデスさんの話なんかが有名なんじゃないでしょうか。
エウレーカって叫んだやつです。エウレカ可愛いですよね。けどアネモネの方が(ry

しかし中世に入ると一気に停滞。
ルネサンス期になってようやく、弾道学――当時の戦争で求められた銃砲の研究――を通して新たなステージに向かいます。
大きなターニングポイントとして、17世紀、ニュートンさんの運動方程式とかが挙げられます。
それまでは、割と天文学と仲が良かったです。ガリレオさんが慣性の法則を説いたように、天文屋さんと物理屋さん両方やってますよって人が多かったみたい。

では、何故この運動方程式が取り上げられるのか。
それは、微分方程式だったからです。
この時に、かの有名な微分・積分が誕生した訳なんです。
ニュートンさんはリンゴが木から落ちるのを見てただけじゃなかったんだよ?
ていうかニュートンの発見は万有引力よりも運動方程式の方がメイン。
この運動方程式を期に、物理学は数学との縁を深めていきます。今流行りのNTRを先取りしてたんだね。



時は流れ18世紀。この頃の流行りは熱力学。
熱と物質はどんな関係があるかっていう研究ですね。

この研究に数学的手法(統計学)が使われたことから、物質と数学がより密接な関係になっていきます。
その結果、熱はエネルギーの一種だと分かったり、法則が纏められました。

副産物として、エントロピーや新たな数学的手法が残され、特にエントロピーは情報理論の発展に貢献し、現代の情報社会の礎になったとも言えます。
エントロピーちゃんマジエントロピー

そして19から20世紀の物理学黄金時代がキタ!!

実験機器の高性能化によって、19世紀あたりから今まで取っ付きにくかった、電気や磁気の研究が盛んになりました。

その結果、電気と磁気を組み合わせた電磁気という分野に収束することになります。
だ が し か し
その過程で驚くべきことが分かってきたのです。
原子が存在するかも!?
ざわ…ざわ……

今では当たり前の原子。
でもその当時、信じる人は少なく19世紀初頭にドルトンさんが化学の立場から理論的に存在を示したら、
んなもんあるかヴォケ!!
と多くの学者さんから否定される始末。
でも今回は違ったんだよ。
トムソンさんが原子を通り越して電子を発見しちゃった。テへ♪

そんな訳で、物理屋さんたちは原子探しの研究をすることになっちゃったんです。
原子はどんな形かって色々な説があったけど、日本人である長岡さんが提唱した説がほぼ正しかったっていうのは有名な話だよね。
\日本人スゲェ/

そして20世紀初頭。
お待ちかねの相対性理論が登場します。
ちなみにアインシュタインさんは当時、特許庁で公務員をしていました。
アインシュタイン△

ちなみにこの相対性理論。特殊の方なら、高校までの物理と若干の+αで割と分かっちゃう。
そのころ、それまでの物理学と矛盾する現象が次々とでてきちゃってました。
そして、それを解決するために後世に莫大な影響を与える量子論が開設されました。
この量子論の誕生を境に古典物理・現代物理にする分け方があって、それによると相対性理論は古典なんだよね。

まぁそんなこんなで、現在までは量子論に過去の理論を当てはめてみたり、
量子論を使って陽子や中性子を作ってる、クォークやレプトン、その他ゲージ粒子等の研究が進められてきました。

忘れちゃいけないのが、小林・益川理論。
対称性の破れっていう問題から、クォークは何種類存在するのかって言うのを予言した、現代物理には欠かせない理論なんだよね。
ところでみんなに聞きたいんだけど、学校(特に小中)の時にやった理科で、物理分野が楽しかったって人はどれくらい居るかな。

多分、そんなに居ないと思う。確かに進学関係で物理は沢山の人が履修すると思うけど、やっぱり小さい頃の第一印象は強烈だよね。

それはきっと、初めてやる物理の実験が台車の実験だからだと思う。
だってつまらないでしょ?アレ。


だから筆者の主観で面白い物理を紹介したいと思います。

  • 超伝導
これはお馴染み。極低温下で導体の電気抵抗が無くなる現象。
ちなみに超伝導磁石に浮かべた物体が浮上したまま固定されるってのがありますが、
アレって、超伝導磁石に不純物が混ざってないとできないんだよね。

  • 超流動
超伝導よりはマイナー?
極低温下で液体の表面張力が微少になる現象。
この状態になった液体は、重力を無視して壁を登ります。

  • パウリの排他律
名前が厨二っぽいです。
フェルミ粒子って種類の粒子は、同じ系で同じ動きはできないっていう原理。
内容もちょっと厨二っぽい。


物理教師の中には佐渡島を吹き飛ばすために必要な爆弾の量を求めさせる問題をテストにだした人もいるとか。(勿論二次な)




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