物 理 学
体 系
理論物理学 理論的 な 考察 や 模型 を 通じて 自然 や 実験物理学 を 説明 し 予想 も
計算物理学 未知 の 方程式 や 複雑 な 予測理論 を コンピュータ で シュミレーション
実験物理学 観察 / 観測 や 実験 で 直接 自然 を 読み解く
数理物理学 既存物理学 の 精査 や 再構築
物 理 法 則 4つ の 基本的 な 力 力学 〜 量子力学 〜
重力相互作用 万有引力 から 一般相対論 へ
電磁相互作用 電磁気力 / クーロンの法則 1784年 フランス の クーロン 発表
2 物体間 で 同じ 極性 では 斥力 が 働き 反発 し ・ 違う 極性 では 引力 が 働き 引きあい 両立
電場 / 電界 物質 に 取り付く 電気 を 電荷 として アメリカ の フランクリン が 表記
物質 を 形作る 原子 を 構成 する 陽子 は 正電荷 / プラス電荷 ・ 電子 は 負電荷 / マイナス電荷
で 全てに プラス ⇔ マイナス が あり 物質 の 最小単位 である 素粒子 / クォーク と レプトン にも
両方存在 し 逆 の 反粒子 も 存在 し マイナス電荷 の 反陽子 ・ プラス電荷 の 陽電子 と なります
通常 の 自然空間 では 物質 が 固有 に 持つ 電気 は プラス ・ マイナス 0 で 均衡 を 保っており
外力 で バランス が 乱れる と 帯電 し 留まれば 静電気 と なります 中性子 は 電荷 0
磁場 / 磁界 向き と 大きさ からなる 客観的 な 物理量 / ベクトル N極 ⇔ S極
電場 / 電気 の 時間的経過 で 形成 される
弱い相互作用 / 核力 原子核 の 崩壊エネルギー 素粒子間 の 近い 範囲 での 相互作用
放射性壊変 / 放射性物質 の 崩壊 : αアルファ崩壊 βベータ崩壊 γガンマ崩壊 核分裂反応 等
β崩壊 では ニュートリノ を 放出 ・ ニュートリノ は 1959年 に 実験 で 初観測
強い相互作用 / 核力 量子色力学 原子 の 中心核内 には 正電荷 の 陽子 が 多数存在 し
反発 する 斥力 を 中性子 が 押さえ 安定化 させている 超強力 で 最大 の 結合 が 存在 するのです
次 元 物理量 の 自由度 0 〜
空間 の 拡がり を 表す 指標 で 座標系 と 座標 により 物体 を 一点 に 特定 できる
座標系 : 基準 とする 原点 と 方向 / 座標軸 によって 色々 設定 する 事 が 出来る
0 次元空間 質量 の 無い 点 一次元空間 線 -縦 二次元空間 面 -横
三次元空間 空間 立体空間 / 立体-高さ / 縦 × 横 × 高さ
四次元時空 空間 と 時間
ニュートン力学 三次元空間 と 時間 を 分けて 説明
特殊相対性理論 四次元時空 として 空間 と 時間 を 一体 で 説明
四次元時空 / ミンコフスキー空間 1907年 ドイツ の 数学者 ミンコフスキー が 提示
四次元 を 超える 次元 は 極小 に 畳まれ 確認 出来ない と されます
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