解析力学―基礎の基礎から発展的なトピックまで [単行本]

解析力学―基礎の基礎から発展的なトピックまで [単行本] の 商品概要

• 目次

  第0章　数学の復習
  0.1　多変数関数の微分・合成関数の微分・変数変換
  0.2　ベクトル解析
  0.3　本書で用いた記号
  
  第I部　ラグランジュ形式の解析力学
  
  第1章　ニュートン力学の復習と変分法の導入
  1.1　ニュートン力学の復習
  1.2　関数の停留値問題の復習
  1.3　汎関数の停留値問題
  1.4　変分法の例題
  1.5　簡単に分かる保存量
  1.6　ポテンシャルの存在条件
  1.7　ラグランジアンの存在条件
  1.8　章末演習問題
  
  第2章　ニュートン力学のラグランジアン
  2.1　ニュートンの運動方程式を導くラグランジアン
  2.2　座標と時間の関数
  2.3　ラグランジアンの不定性
  2.4　オイラー・ラグランジュ方程式の共変性
  2.5　荷電粒子のラグランジアン
  2.6　スピンのラグランジアン
  2.7　ポテンシャル中の１次元運動
  2.8　章末演習問題
  
  第3章　拘束条件の取り扱い
  3.1　拘束条件下での関数の停留値問題
  3.2　拘束条件下での汎関数の停留値問題
  3.3　汎関数の停留値問題のバリエーション
  3.4　章末演習問題
  
  第II部　対称性
  
  第4章　ニュートン力学の対称性
  4.1　群の定義
  4.2　ラグランジアンの対称性
  4.3　対称性に基づくラグランジアンの決定
  4.4　ネーターの定理と保存量
  4.5　時間の変更を伴う対称性
  4.6　隠れた対称性
  4.7　ハミルトンの主関数と保存則
  4.8　章末演習問題
  
  第5章　ローレンツ対称性と特殊相対性理論
  5.1　ローレンツ変換の必要性
  5.2　ローレンツ変換
  5.3　ローレンツ変換の物理的意味
  5.4　相対論的質点の力学
  5.5　マクスウェル方程式のローレンツ対称性
  5.6　相対論的荷電粒子のラグランジアン
  5.7　章末演習問題
  
  第III部　ハミルトン形式の解析力学
  
  第6章　ハミルトン形式の解析力学
  6.1　正準方程式
  6.2　相空間
  6.3　ポアソン括弧とその性質
  6.4　ラグランジュ括弧
  6.5　ディラックの簡便法
  6.6　章末演習問題
  
  第7章　正準変換の基礎
  7.1　母関数による変換
  7.2　ポアソン括弧を不変に保つ変換
  7.3　正準変換
  7.4　リウヴィルの定理
  7.5　時間反転と拡張された正準変換
  7.6　章末演習問題
  
  第8章　正準変換の応用
  8.1　無限小変換と生成子
  8.2　ハミルトニアンの対称性
  8.3　ハミルトン・ヤコビ理論
  8.4　章末演習問題
  
  第IV部　発展的内容
  
  第9章　剛体運動
  9.1　剛体の運動
  9.2　剛体の物理量
  9.3　軸対称なコマの運動
  9.4　オイラーの方程式
  9.5　章末演習問題
  
  第10章　自発的対称性の破れ
  10.1　対称性の自発的破れとは
  10.2　南部・ゴールドストーンボソン
  10.3　より発展的な話題
  10.4　章末演習問題
  
  第11章　古典場の理論
  11.1　場の解析力学
  11.2　場の理論の対称性とネーターの定理
  11.3　マクスウェル電磁場
  11.4　種々の複素スカラー場
  11.5　章末演習問題
  
  第12章　特異系の取り扱い
  12.1　特異系の例
  12.2　特異系の取り扱い
  12.3　第一類と第二類の拘束条件
  12.4　第一類の拘束条件とゲージ理論
  12.5　章末演習問題
  
  第V部　補遺
  
  補遺A　数学の準備
  A.1　ポテンシャルが存在しない例
  A.2　ルジャンドル変換
  A.3　フーリエ変換
  
  補遺B　定理の証明
  B.1　ヘルムホルツ条件の証明
  B.2　ベルトランの定理の証明
  
  補遺C　演習問題略解

• 出版社からのコメント

  解析力学の教科書。「対称性」を基に力学、電磁気、相対性理論を導出していく。スピンや自発的対称性の破れについても解説する。

• 内容紹介

  解析力学をはじめて学ぶ際にも、発展的な内容を学ぶ際にもおすすめの一冊
  
  　解析力学の考え方を用いると、ニュートンの運動方程式だけでなく電磁気学におけるガウスの法則、アンペールの法則などをも統一的な視点から「導出」することができる。その際の指導原理となるのが「対称性」であり、その重要性について強調したことが本書の特色の1つである。
  　たとえば、光の速さが一定という実験事実と整合するようにガリレイ対称性をローレンツ対称性へと変更することで、ニュートン力学を導くのと同じ要領で特殊相対性理論が自然に導かれることをみる。また、連続対称性がネーター保存量を導き、逆にその保存量が対称性の生成子になるといった関係について学べるようになっている。特に、ハミルトニアンが時間発展の生成子、運動量が空間並進の生成子になることや、電磁場中の荷電粒子のハミルトニアンの具体的な形を理解しておくことは、量子力学を学ぶ際のよい足がかりとなるだろう。
  　類書にはあまり見られない内容として、スピンの取り扱い、自発的対称性の破れについての議論、ラグランジアンの存在についてのヘルムホルツ条件の導出や、中心力下の運動についてのベルトラン定理の証明なども盛り込んだ。

• 著者紹介（「BOOK著者紹介情報」より）（本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです）

  渡辺 悠樹(ワタナベ ハルキ)
  現在東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻准教授、博士（理学）。専門：物性理論。２０１０年東京大学理学部物理学科卒業。２０１５年米カリフォルニア大学バークレー校Ｐｈ．Ｄ．取得。米マサチューセッツ工科大学パッパラードフェロー研究員、東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻講師を経て、２０１９年より現職。南部・ゴールドストーン定理を一般化する研究で西宮湯川記念賞、トポロジカル相の研究で凝縮系科学賞および文部科学大臣表彰若手科学者賞、時間結晶に関する研究で物理学ニューホライズン賞などを受賞

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