物理的宇宙

物理学を自分なりに再構成することを目指すブログです

2023-01-01から1年間の記事一覧

物質の反応

←ホーム 反応と熱力学 溶解 化学反応 原子核反応

光・電磁物性

←ホーム 物質中の電磁気学 磁性 スピン系 スピン磁気モーメント 独立なスピン(常磁性) 相互作用する2つのスピンの独立な集まり 強磁性で期待される振る舞い イジングモデルの定義 一次元イジングモデルの厳密解 イジングモデルの平均場近似と自己無撞着方…

物質の運動

結晶内部の振動 フォノンの量子力学 物質の機械的性質 トライポロジー 流体の運動 超流動

物質の構造

←ホーム 結晶構造 結晶の構成 逆格子空間 格子振動と結晶の比熱 古典モデル アインシュタインの量子モデル 格子間の相互作用 さまざまなタイプの結晶 イオン結晶 共有結晶 分子結晶 水素結合結晶 ファンデルワールス結晶 金属結晶 流体 理想気体の理論 理想…

量子化学

←ホーム 原子の構造 水素原子 多数電子原子 原子の結合と分子の構造 共有結合とイオン結合 配位結合 分子の異性体 分子間力 イオン間相互作用水素結合双極子相互作用ロンドン分散力 化学反応 フロンティア軌道理論

高エネルギー物理学

←ホーム 素粒子の標準模型 素粒子と相互作用 素粒子の分類と量子数、相互作用の種類 物質の構造 量子電磁気学 弱い相互作用 フェルミ相互作用 電弱統一理論 ゲージ対称性の自発的破れ 強い相互作用 中間子論 クオークモデル 量子色力学 SU(3)ゲージ理論 真空…

量子系の測定順序の入れ替えと、測定による系の擾乱

←量子論 量子的な測定というのは、単に「系の情報を得る」だけのことではないということを示す。 初期状態に対して、二つの縮退していない演算子q,pの測定を限りなく同時に行うとし、その時刻におけるq,pの測定を考える。あるいは、q,pは時間に依存しないと…

一粒子の量子力学

←ホーム 非相対論的粒子の量子力学 量子力学の発見法的導出 黒体輻射:光の粒子説 ドブロイ波:物質の波動説 ドブロイ波からシュレディンガーの波動方程式へ 断熱不変量量子化と断熱定理 非相対論的粒子の量子力学の基本原理 対称性から考える方法 ガリレイ…

留数と留数定理

←複素解析 留数定理と留数 留数を求める公式1 留数を求める公式2 留数定理と留数 孤立特異点cにおけるローラン展開 を用いて、この点を反時計回りで回る周回積分Cを考える。 z^nの積分はn=-1以外0であり、n=-1の場合は2πiであるから である。当然、もしcを反…

複素関数のテイラー展開とローラン展開

←複素解析 複素関数のテイラー展開 複素関数のローラン展開 複素関数のテイラー展開 複素関数の整数冪指数の微分と積分についてはすでに計算した。 z^n(n=0,1,2,3,...)については実関数と全く同じように微積分できることがわかった。 そこで複素関数でも実関…

整数冪指数の微分と積分

←複素解析 整数冪指数の冪乗の微分と積分について整理する。 微分 nが正であり特異点がない場合 n=0の場合 nが負であり特異点がある場合 線積分 nが非負であり特異点がない場合 nが負であり特異点がある場合 1/zの線積分 整数nに対して という関数の微分と積…

三つのコーシーの積分定理

←複素解析 コーシーの積分定理Ⅰ(正則関数の周回積分) 証明 コーシーの積分定理Ⅱ(正則関数の線積分の経路無依存性) 証明 複素解析における微分積分学の基本定理タイプ1 証明 コーシーの積分定理Ⅲ(複素解析における微分積分学の基本定理タイプ2) 証明 三…

複素ストークスの定理

←複素解析 複素ストークスの定理、あるいは複素グリーンの定理と呼べるような定理を証明します。 複素ストークスの定理 証明 複素ストークスの定理 Cを複素平面(ガウス平面)上の閉曲線、D(C)をCが囲む領域とする。 ただし、Cが時計回りの場合は、D(C)の向き…

複素線積分と複素面積分の定義

←複素解析 複素線積分の定義を確認します。加えて、複素面積分というものも定義してみます。 複素線積分の定義 複素面積分の定義 複素線積分の定義 複素平面(ガウス平面)上のパラメータtで表された始点t=aと終点t=bのある曲線Cに沿った線積分は、そのパラメ…

複素関数の正則性について

←複素解析 複素関数の正則性について議論します。 微分可能の定義 正則関数の定義 正則関数の条件 証明 コーシーリーマンの方程式 実部虚部による表現 ラプラス方程式を満たすこと ウィルティンガー微分によるディーバー方程式 正則関数の導関数 ナブラ演算…

複素関数に対するナブラ演算子

←複素解析 複素ナブラの定義 共役ナブラ 複素ナブラの作用 勾配 発散 回転 ラプラシアン 複素ナブラの性質 線形性 積の微分法 二つのナブラの演算 回転、発散を勾配と共役勾配、fとfの共役で表す ウィルティンガー微分との関係 ベクトル解析でナブラ演算子と…

物理全般に関わること

←ホーム 科学の定義 仮説演繹法と反証可能性 オッカムの剃刀 自然の斉一性 物理とは何か 物理学の定義とそのカバー領域 物理と化学の境界線は妥当か 物理法則とは何か 物理における数学の有効性とその理由 物理において仮定されること 局所性 実在性 因果律 …

確率変数の定義と確率分布、確率密度関数

←確率・統計と情報 確率変数の定義 定義 確率変数の演算 確率関数と確率密度関数 確率変数の定義 定義 確率変数とは、標本空間から実数などの数への写像(関数)のことである。 だが普通は標本空間をある試行を行ったというの条件のもとに限定しているので、以…

確率の公理

←確率・情報と統計 標準的確率の公理 コルモゴロフによる確率の公理は以下のようなものである。 根元事象の集合を標本空間といい、この標本空間の部分集合を要素とする集合族をとする。の要素を事象という。 は集合体である の各集合Aに、非負実数P(A)が定め…

量子相対エントロピー

←量子論 量子相対エントロピーの定義と性質について。 量子相対エントロピーの定義 量子相対エントロピーと古典相対エントロピーの関係 証明 量子相対エントロピーの非負性 証明 量子相対エントロピーとフォンノイマンエントロピーの変化 証明 情報利得とし…

絶対零度と基底状態、基底エネルギー

←熱力学と統計力学 絶対零度の定義 絶対零度ならば基底エネルギー 絶対零度の状態 絶対零度の存在 絶対零度と基底状態、基底エネルギーの関係について議論しました。 絶対零度の定義 絶対零度とは温度Tが0となる状態のことである。 絶対零度ならば基底エネル…

フォンノイマンエントロピーの定義と性質

←熱力学と統計力学 フォンノイマンエントロピーの定義と性質を調べます。 フォンノイマンエントロピーの定義 フォンノイマンエントロピーの性質 フォンノイマンエントロピーの定義 密度演算子の状態のフォンノイマンエントロピーは ただしここでは都合上ボル…

カルノーの定理とカルノーサイクル

←熱力学と統計力学 カルノーの定理を証明します。 カルノーの定理 カルノーサイクル カルノーの定理 熱機関の最大の熱効率は で表される。はそれぞれ熱浴の最低、最高温度である。 【証明】 熱機関は C: と表現できる。ただしは断熱過程であり、はそれぞれ…

熱機関と熱効率

←熱力学と統計力学 熱機関と熱効率の定義について説明します。 熱機関の定義 熱効率の定義 熱機関の定義 系がいくつかの熱浴i=1,2,...nと純粋な熱的接触を行う以外は常に断熱過程のみを経て、同じ熱力学的状態に戻っていく過程を熱機関という。 熱効率の定義…

カラテオドリの原理の証明

←熱力学と統計力学 カラテオドリの原理とエントロピー増大則の関係を確認します。 カラテオドリの原理 証明 例外 カラテオドリの原理 任意の熱力学的状態に対して、その状態からの断熱過程によっては到達できない近傍の状態存在する。 証明 これは熱力学第二…

クラウジウスの不等式(クラウジウスの定理)の証明

←熱力学と統計力学 クラウジウスの不等式を証明します。 クラウジウスの不等式 証明 クラウジウスの不等式 系がいくつかの熱浴i=1,2,...nと純粋な熱的接触を行う以外は常に断熱過程のみを経て、同じ熱力学的状態に戻っていく過程(熱機関の過程)を考えると、 …

永久機関はなぜ存在しないのか?エントロピー増大則に基づく証明

←熱力学と統計力学 第一種永久機関 定義 存在しないことの証明 第二種永久機関 定義 存在しないことの証明 クラウジウスの不等式による証明 永久機関の2種類の定義を説明し、それらが存在しないことを証明します。 第一種永久機関 定義 第一種永久機関とは、…

数学の哲学

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物理学の哲学

←ホーム 物理法則とは何か 物理理論=数理モデル+解釈 客観性 因果律 局所性 マッハの原理 物理学はなぜ数学的に記述できるのか?

科学哲学の一般論

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