授業計画と進行状況
次の順序での講義を予定していますが, 他の講義の進行状況や,受講生の理解度などにより, 変更されることがあります.

[第1回目授業(4/12) プリント I (p.1〜p.6), 1-1〜1-3]
0. 導入
 講義の目的・目標,講義の位置付け,物理学の方法,物理数学とは
1. 物理量と物理法則の記述
[内容] (1) 微分・微分方程式と物理学,(2) スカラーとベクトル
1-1 物理学における微分
(1) 微分の定義,(2) 物理例
1-2 微分方程式と物理学
1-3 スカラーとベクトル (2次元,3次元での記述)
[第2回目授業(4/19) プリント II (p.7〜p.12), 1-4〜2-3]
1-4 ベクトル成分とベクトルの大きさ
2. ベクトルの演算と微分積分
[内容] (1) 内積と外積,(2) 直交座標系の基ベクトル,(3) ベクトルの微分積分
- 内積と基ベクトル -
2-1 内積の定義(幾何学的定義)と線形性
(1) 定義,(2) 物理例,(3) 線形性
2-2 基ベクトル
2-3 ベクトルの成分と内積
[第3回目授業(4/26) プリント III (p.13〜p.18), 2-4〜2-8]
- 外積 -
2-4 外積の定義 (幾何学的定義,物理学における外積の例 (ローレンツ力))
2-5 平行6面体の体積
2-6 外積の線形性
2-7 外積の計算方法 (ベクトルの成分と外積)
2-8 行列式を使った表し方と計算方法
[第4回目授業(5/10) プリント IV (p.19〜p.26), 2-9〜2-13]
- ベクトルの微分積分 -
2-9 ベクトルの微分と物理例
2-10 ベクトルの積分
2-11 ベクトルの微分の積分
2-12 内積・外積の微分
3. 直交座標系の回転
[内容] (1) スカラー量・ベクトル量,(2) 座標変換・基底変換
[第5回目授業(5/17) プリント V (p.27〜p.??), 3-1〜3-4]
3-1 行列とベクトルの掛け算
3-2 基底変換の例(2次元の回転変換)
3-3 ベクトル成分の変換
3-4 3次元の基底変換
4. 2次元極座標
[第6回目授業(5/24) プリント VI (p.3?〜p.3?), 4-1〜4-6]
4-1 定義
4-2 基ベクトル
4-3 質点の運動の記述
4-4 運動方程式
4-5 応用例 @ ケプラー問題
4-6 応用例 A 振り子の振動(プリント)
5. べき級数展開
[内容] (1) テイラー展開
[第7回目授業(5/31) プリント V (p.3?〜p.4?)]
5-1 収束の速さとO記法
5-2 関数の近似とべき級数展開
5-3 代表的な例 (exp(x), sin(x), cos(x))
6. 複素数の基礎と簡単な複素関数
[内容] (1) 複素数とは,(2) オイラーの式,(3) 複素平面,(4) 複素数の極座標表示
[第8回目授業(6/7) プリント VI (p.4?〜p.5?)]
6-1 複素数の導入
6-2 複素数と物理学
6-3 複素関数 (べき関数,指数関数の定義)
6-4 オイラーの式
6-5 複素平面
6-6 重要な関係式 (exp(iπ) = -1, [exp(z)]' = z' exp(z) など) → 練習問題 8-5〜8-7
[第9回授業 中間試験(6/14)予定]
7. 単振動の微分方程式
[内容] 単振動の微分方程式を,時間積分して解く方法を学ぶ
[第10回目授業(6/21) プリント IX (p.5?〜p.6?)]
7-1 運動方程式
7-2 エネルギー積分
7-3 一般解と特殊解
8. 減衰振動の微分方程式
[内容] 減衰振動の微分方程式を,解の重ね合わせで解く方法を学ぶ
[第11回目授業(6/28) プリント X (p.6?〜p.6?)]
8-1 抵抗力のあるときの運動方程式
8-2 特殊解の求め方
8-3 解の重ね合わせ
8-4 一般解
8-5 物理的考察
9. 解の存在性・一意性と初期値問題
[第12回目授業(7/5) プリント XI (p.6?〜p.7?)]
9-1 日常的経験
9-2 具体的問題での経験(復習)
  (1) 単振動,(2) 減衰振動
9-3 一般的証明
10. 強制振動の微分方程式
[第13回目授業(7/12) プリント X (p.7?〜p.8?)]
10-1 外力のあるときの運動方程式
10-2 強制振動の特殊解
10-3 強制振動の一般解
10-4 共振と位相の遅れ
11. 電気回路の問題
[第14回目授業(7/19) プリント X (p.8?〜p.8?)]
11-1 電気回路(RC回路)
11-2 電気回路と力学系の対応(LCR回路)
[第15回目授業(7/26) 予定]
11-3 電流・電圧の複素数表示
11-4 複素インピーダンスと回路の共振
[期末試験(補講期間中8/2) 予定]



更新: 2006年4月10日