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新・物理入門 (駿台受験シリーズ)

新・物理入門 (駿台受験シリーズ)

第7章 微視的世界の物理学
この単元からダイレクトに大学の入試問題が出題されるという
ことは、東大と京大にかぎっていうとあまりない。
だから、細かくやり込むと費用対効果でどうかなというところ。
光子 電子 陽子などなど。
目に見えない小さな「粒子」の運動を計算していく。
「玉」と「玉」が動いたり、ぶつかったりするところでは
「力学の計算手法」が適用される。
「電子」「陽子」が登場して、計算が進む以上は
電磁気学」で学習する計算の手法が必要になる。
光子の性質を研究しようとしたら、三角関数で表現してきた
「波動」の計算に習熟している必要がある。
今までに、学習してきた主要分野の計算手続を総動員して
「微視的世界」でおきている現象の考察が可能になるということの
見事な説明がなされている。
山本物理のこの章はあまりにも濃密な内容を、あまりにも限定
された紙数で扱っているので、
この学習参考書で勉強をすすめるための補助教材になりそうな
動画をリストアップしてみました。
すべて、「英語」です。
物理計算というものが、国境をこえた「グローバル」なスキルなのだという
がわかります。
シンガポール、インド、アメリカ、イギリス。
英米系が中心ですが。
大変だったけど、ここの部分が読み応えはあるのではないかなと。

目次
7-1 光子仮説と光電効果(Photoelectric effect)
実験結果から、その結果にあった数値がでるように数式を
作り上げていくというプロセスを体験するために、光電効果
ビジュアルに理解出来そうな動画。

7-2 光子の運動量 (the Momentum of a Photon)
山本物理で、説明されるより、光子の運動量の公式がわかりやすく
導出されている。

7-3 コンプトン効果ドップラー効果
光電効果コンプトン効果の有様を模型アニメーションを使って
わかりやすく表現している。

コンプトン効果によって、電子に入射された光の波長がどれくらい
変化するのかを計算する式の導出については、下記の動画。
途中で途切れているけど、ほぼゴールまでいっていて、
かつ、理解がしやすいと思う。3部構成

7-4 原子の古典模型とその難点
トムソンとラザフォードが出てくるところ。
化学系の動画が面白い。

実験→原子のモデルの作成→つくったモデルから予想される帰結が実験で
確かめられるか試す。→その実証に失敗したら、きちんと実験結果と
整合するように、モデルを作り替えていく。

素朴だけど、わかりやすく情熱的にラザフォードの実験が説明される。

7-5 ボーア理論と原子構造
wikipedia:Bohr model
wikipedia:Niels Bohr

7-6 ド・ブロイの物質波理論と量子条件

7-7 導体 絶縁体 半導体
4部構成で、半導体の入門になっている動画をあげておきます。

7-8 エネルギーの一形態としての質量

7-9 原子核について
一番、中身が詰まっていたかもしれない。
3.11に一番、関係のあるところといえるかも。
「質量欠損」の計算を、かなり具体的に指導している動画。
これも4部構成。「エネルギーの一形態としての質量」の応用問題。

不安定な原子核の崩壊の型についての動画。



半減期についての授業。半減期の仕組みを応用できるかどうかを
試す計算問題の解説も付属している。


核融合 核分裂の反応についての動画