統計力学 【統計力学】平衡状態を記述する確率モデルまとめ
諸事情で統計力学を復習しているのだが、統計力学に出てくる確率モデルの違いを改めて勉強し直してまとめてみた。本記事では最小限の内容を記載しているため、詳細は適切な教科書、専門書を参照。ミクロカノニカル分布 体積\(V\)の中に\(N\)個の同...
物理
統計力学 
電磁気学 【電磁気学】ローレンツ力③～一様磁場および円筒電場中での荷電粒子の運動②～
前回にて一様磁場および円筒電場中でのローレンツ力による電子の運動を見てきた。 今回も前回と似ているが、解析的には電子の運動を記述できない系を扱う。 解析的には解けないので運動方程式の導出のみで止めるが、今回はデカルト座標系と円筒座標系の2種...
電磁気学 【電磁気学】ローレンツ力②～一様磁場および円筒電場中での荷電粒子の運動①～
前回にて一様磁場中でのローレンツ力による荷電粒子の運動を見てきた。 今回から磁場に加えて、電場も印加した際の電子の振る舞いを調べていく。 具体的には2回に分けて、2種類の円筒電場を印加する場合を考える。 片方は解析的に解けるがもう片方は解け...
電磁気学 【電磁気学】ローレンツ力①～一様磁場中での円運動とらせん運動～
概要 電荷\(q\)を有する荷電粒子が、電場\(\vec{E}\)と磁場\(\vec{B}\)が存在する真空中を速度\(\vec{v}\)で運動している。 このとき、荷電粒子が電場および磁場から受ける力\(\vec{F}\)は次式で表される...
光学 【光学】ストークスパラメータとミューラー行列
前回 にて偏光と偏光パラメータについて解説した。 偏光パラメータは偏光状態を特徴づけるパラメータだが、直接測定は難しい。 そこで登場するのがストークスパラメータである。 本記事ではストークスパラメータと、偏光の変化を記述するミューラー行列を...
光学 【光学】偏光と偏光パラメータ
光学を扱う上で避けて通れないのが偏光である。 偏光は実は我々の身近に存在するもの(パソコンやスマホの液晶ディスプレイから発せられる光も偏光)だが、その実態を掴むのは結構難しい。 特に各偏光の電場の振る舞いをイメージすることが難しく、私も学生...
高校物理 【高校物理・力学】投射運動と床・壁への衝突
前回にて、外力がかからない2物体間の衝突を見てきた。 今回は重力がかかった質点が動かない物体(床、壁)に衝突した際の振る舞いを扱っていく。 ただし、今回は動かない物体の表面はなめらかであり、摩擦は起きない場合を想定する。考え方 重力がかかっ...
高校物理 【高校物理・力学】外力がない2物体間の衝突～運動量保存則と反発係数～
高校力学の大きなテーマの1つが衝突である。 と言ってもそこまで難しいものではなく、基本的には2つの式を立てて連立させてしまえば解けてしまうことが多い。 本記事では、ターゲットを外力が存在しない2物体間の衝突に絞り、典型問題を通して問題の種類...
高校物理 【高校物理・力学】剛体のつりあい②～すべらない条件～
前回にて剛体がつりあっているときの力の求め方を見てきた。 今回はその応用として、棒がすべらない条件を求める問題を扱っていく。例題1例題1 右図のように、なめらかな壁と摩擦のある床に、一様な太さの棒を立てかける。 ただし、棒と床がなす角を\(...
高校物理 【高校物理・力学】剛体のつりあい①～力の求め方～
高校物理の力学で扱う物体はほぼ質点であり、物体の大きさを無視して考える。 だが剛体のつりあいは例外であり、物体に大きさが存在し、力のかかり方に大きく影響してくる。 しかし物体が大きさを持っても、つりあっている条件下ならやることはほぼ決まって...