コマの物理から
素粒子スピンへ（物理学Ａ）
平成23年度・後期
コマと物理（学者） コマと物理（学者）
講義の内容（予定） 講義の内容（予定）
古典物理学 質点の回転 回転座標系 剛体の回転
電磁気
回転電流と磁場 磁気共鳴
素粒子のスピン 電子のスピン 原子核のスピン 陽子のスピン 量子力学
電子のスピン スピン共鳴
スピンと統計 超伝導
超流動 道具としての数学
ベクトル・微分・積分等
コマの物理
・ なぜコマは倒れないのか？
・ ジャイロスコープ 電磁気での回転
・ 電流と磁場・磁気モーメント
前半
後半
授業で取り上げる『予定』の内容 授業で取り上げる『予定』の内容
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コマはなぜ倒れないのか？
● 剛体の力学の理解 ← 質点の運動からの発展
– 質点の回転運動： モーメントと角運動量
● 「ジャイロスコープ」等、身近にある応用例
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磁石
● 回転電流での磁場の発生。電磁石。モーター。
● 磁石の強さ： 磁気モーメント （磁気能率）
● 磁気共鳴： コマと「磁石」との類似性
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素粒子のスピン
● 量子力学でのスピン
– 電子のスピン→原子の構造・超伝導
– 原子核のスピン→超流動
– 陽子のスピン→物質の構造
ニュートリノのスピン→「弱い相互作用」
受講する上での注意 受講する上での注意
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数学
● 力学の基礎（出来れば電磁気の基礎）が必要
● それ以上に数学（ベクトル・微積）の知識も必要
● 特に前半の講義ではその傾向が強い
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成績評価
● 演習（小テスト?）・レポート（回数未定）等で総合的に判断
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テキスト
● 講義の性質上特にテキストは定めません。講義で取り上げる テーマについて、ブルーバックス等の入門書などで予習・復習す るのもよいでしょう。
● 講義用に準備した資料は
https://sites.google.com/site/komaspin/ に上げていきます。
授業計画授業計画
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数学の復習
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古典力学（質点の運動）の復習
● 回転と角運動量
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剛体の運動
● モーメントと角運動量
● コマの運動・ジャイロスコープ
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電磁気： 電流の回転と磁場
● 回転電流と磁場
● 磁気共鳴
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量子力学での”自転”（スピン）
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素粒子のスピン
後期後半に予定
進捗・理解状況をみながら 内容を決めます
