統計力学の基本的な概念から簡単な例題について具体的な計算を実行しつつ種々の問題を平易に解説。〔内容〕序章/熱力学の基礎事項の復習/統計力学の基礎/古典統計力学の応用/理想量子系の統計力学/相互作用のある多体系の協力現象/他。
1. 序章
1.1 熱力学と統計力学の関係
1.2 エントロピーと熱力学ポテンシャル
2. 熱力学の基礎事項の復習
2.1 平衡状態と熱力学第0法則
2.2 熱力学第1法則とエントロピーの導出
2.3 熱力学第2法則と熱力学ポテンシャル
2.4 有用な熱力学の一般的関係式
2.5 状態方程式ーーー系に固有の性質ーーー
3. 統計力学の基礎
3.1 位相空間とリウビルの定理
3.2 統計力学における非可逆過程
3.3 量子状態と量子統計・古典統計
3.4 エントロピーの微視的な定義と統計集団
3.5 ミクロカノニカル集団
3.6 カノニカル集団
3.7 グランドカノニカル集団
4. 古典統計力学の応用
4.1 結晶の格子比熱の古典統計 ---デュロンーープティの法則ーーー
4.2 エネルギー等分配則
4.3 結晶の格子比熱の量子効果を取り入れた扱い
5. 理想量子系の統計力学
5.1 量子統計の復習
5.2 理想量子系の統計集団の定式化
5.3 理想ボーズーーアインシュタイン気体の例ーーー光子気体とフォノン気体ーーー
5.4 縮退のある量子系の扱い(BE・FD統計共通)
5.5 理想フェルミーーディラック気体の例ーーー電子気体ーーー
5.6 理想ボーズーーアインシュタイン凝縮
6. 相互作用のある多体系の協力現象
6.1 相転移の熱力学の復習
6.2 相転移の統計力学の例1---秩序・無秩序転移とイジング・モデルーーー
6.3 相転移の統計力学の例2---非理想気体のビリアル展開と気相ーー液相転移ーーー
7. ゆらぎの統計力学
7.1 平衡状態の安定性とゆらぎ
7.2 エントロピーの安定性解析
7.3 ゆらぎの正規分布と感受率
7.4 臨界現象と感受率
参考文献
索引
本書は,材料加工学(鋳造,溶接,粉体加工,塑性加工,機械加工など)を学ぶ機械系および材料系学科の学生,材料加工に携わる機械技術者のための入門書である。個別加工ごとの現場的知識にはあまり深入りはせず,「加工の基本原理」,「個別加工における目標」と「その実現指針」を,主に材料学的視点から明らかにすることを目的としている。そのため,「材料加工を理解するための基礎知識(材料学,固体力学,伝熱学)」についてまずはじめに整理し,このベースのうえで「材料加工各論」が理解できるように記述されている。
第I部 材料加工を理解するための基礎知識
第1章 材料の構造と機械的性質
1.1 材料試験から得られる機械的性質
1.2 材料のミクロ構造
1.3 機械的性質とミクロ構造の関係
第2章 温度による材料組織の変化と機械的性質
2.1 平衡状態図と相変態
2.2 拡散
2.3 時効と析出
2.4 回復と再結晶
2.5 高温における金属材料の機械的性質
第3章 種々の工業材料
3.1 鉄鋼材料の種類とその特性
3.2 非鉄金属材料の種類とその特性
3.3 工具材料
3.4 非金属材料
第4章 材料加工の力学と伝熱学
4.1 3次元の応力とひずみ
4.2 弾塑性体の応力ーひずみ関係
4.3 応力・ひずみ解析のための基礎式と解法
4.4 熱弾塑性問題の考え方
4.5 延性破壊のメカニズムとそのクライテリオン
4.6 熱伝導
4.7 熱伝達
第II部 材料加工各論
第5章 熱処理と表面改質
5.1 各種熱処理
5.2 各種表面処理
第6章 鋳造
6.1 鋳造における技術的課題
6.2 凝固現象の解析法
6.3 鋳鉄の材質とその制御
第7章 溶接・接合
7.1 溶接における技術課題
7.2 溶接の熱伝導
7.3 溶接部の組織変化と力学的性質
7.4 溶接部の力学的変化
7.5 主な溶接欠陥とその発生機構および防止対策
7.6 界面接合における技術課題
第8章 粉体加工
8.1 粉体加工における技術的課題
8.2 粉体の特性と粉体成形
8.3 焼結理論に基づく組織の予測とその制御
第9章 塑性加工およびプラスチックの成形
9.1 塑性加工における技術的課題
9.2 素材製造・バルク加工における加工力,材料流れ,成形限界
9.3 板材成形におけるいくつかの問題
9.4 塑性加工による材質の変化およびその制御
9.5 塑性加工における摩擦と潤滑
9.6 塑性加工用工具材料の選択
9.7 プラスチックの成形
9.8 成形加工過程の数値シミュレーション
第10章 機械加工および特殊加工
10.1 機械加工における技術的課題
10.2 切削加工
10.3 研削加工
10.4 砥粒加工
10.5 特殊加工
演習問題解答
索引
●カラーの図表で分析結果がわかりやすい
●製剤の解析事例を追加
●コラムで具体的な解析手法、基本的な用語を解説
原薬・製剤の物性評価法を初めて体系的にまとめた前版の発刊から医薬品を取り巻く状況は大きく変化しました。開発時間短縮のためにシンプルな処方設計が主流となり、原薬・添加剤などの原材料物性が製剤特性に反映されやすく、製剤化を視野にいれた原薬物性制御が必須となっています。
また、QbDに基づいた製剤設計においても、原材料物性はCQA達成のためのCMAに関係し、開発段階での品質の作り込みにおいてもその重要性が高まっています。
本書では、固体医薬品の基礎理論、物性測定法の理論と実際、開発医薬品・製剤の物性評価に関する解析例、およびレギュレーションについてわかりやすくまとめました。
これまで2万人以上の睡眠に悩む人を治療してきた睡眠専門医・白濱龍太郎医師による「眠れない人」のためのお助けBOOKです。不眠の悩みを抱える人が多い、ストレスフルな現代社会。日本人の睡眠時間は、世界で最下位というデータもあります。そんな私たちの毎日の暮らしの中で、ちょっとした習慣や心がけで寝つきがよくなる&朝までぐーっすり眠れる方法を、イラストでわかりやすく、やさしくアドバイスします。■Part1 人はなぜ不眠になるのか・自分の不眠のタイプを知ろう■Part2 もっと眠りのことを知ろう・「よく眠れない」「寝ても疲れがとれない」は深睡眠不足が原因■Part3 不眠解消のために自分でできること■Part4 眠れない人がしてはいけないこと■Part5 熟睡できて疲れもとれる「寝る前ぐっすりストレッチ」
宇宙現象における放射は、エネルギー輸送や及ぼす力で重要な役割をなす。放射の素過程を基礎理論から学び物理情報を理解する。
第1章 宇宙物理学における放射過程
1.1 天体現象における輻射の役割
1.2 放射の素過程の概要
1章の章末問題
第2章 連続放射の基礎と熱制動放射
2.1 加速度運動する電荷が放射する光
2.2 制動放射
2.3 黒体輻射
2章の章末問題
第3章 サイクロトロン放射とシンクロトロン放射
3.1 サイクロトロン放射
3.2 シンクロトロン放射
3.3 シンクロトロン自己吸収
3章の章末問題
第4章 トムソン散乱とコンプトン散乱
4.1 自由電子による光子の散乱素過程
4.2 トムソン散乱
4.3 コンプトン散乱
4.4 逆コンプトン散乱
4章の章末問題
第5章 微粒子による散乱素過程と偏光
5.1 散乱,吸収,そして減光
5.2 レイリー散乱
5.3 ミー散乱
5.4 ダストからの熱放射
5.5 偏光
5章の章末問題
第6章 原子素過程
6.1 原子の構造
6.2 原子の状態遷移
6.3 原子の放射性遷移
6.4 原子の許容遷移
6.5 原子の禁制遷移
6.6 原子の光電離と放射性再結合
6 章の章末問題
第7章 分子素過程
7.1 エネルギー準位の概算
7.2 2 原子分子の電子状態
7.3 2 原子分子の回転遷移
7.4 2 原子分子の回転–振動遷移
7.5 2 原子分子の電子励起遷移
7.6 多原子分子の回転遷移
7.7 多原子分子の振動遷移
7.8 輝線を放射する分子の例
7章の章末問題
第8章 高エネルギー素粒子反応
8.1 高エネルギー宇宙線とガンマ線の素過程
8.2 電子・陽電子反応の素過程
8章の章末問題
第9章 プラズマ中の輻射の伝播と偏光
9.1 磁場のないプラズマ中の電磁波の伝播
9.2 磁場が存在するプラズマ中の電磁波の伝播
9.3 偏光の輻射輸送
9章の章末問題
付録
A. 相対論的ビーミング効果
B. 電場を表すジョーンズ・ベクトル
熱電変換に関するA.Ioffeの理論は熱収支の観点から導出したマクロ的で現象論的なものであり、熱電半導体中の温度分布が解析されておらず、実際の作成モジュール特性と一致しない。これを解決するには、ミクロ的な立場から熱電半導体中の電子の挙動を解析する必要がある。本書は、ボルツマン輸送方程式を解いて電流および熱流に関する方程式を導出、さらにこれを利用して熱電半導体中の温度分布に関する微分方程式を導出し、熱と電気に加えて磁気も考慮することにより、熱電磁現象を解析したものである。
マウナレア・コーヒー店を経営していた平凡な主婦が、短期間で名経営者に変容していった感動の実話。
初めて統計力学を学ぶ人のために、基本的概念から専門的知識までをわかりやすく体系的に解説した。
統計力学という分野は、微視状態の数を求めるという馴染みの薄い計算が必要となったり、数式がいったい何を表しているのか、どんな現象が起こっているのかなど、理解するためのハードルが非常に高い面がある。それを少しでも補い、初学者の直観的理解を助けるためにバーチャルラボラトリー(Webを用いたシミュレーション)を導入した。CGを利用した仮想実験が本書と連係した形で取り入れられ、読者がより理解を深められう工夫がなされている。
なお、各章末には豊富な演習問題もあり、巻末には詳しい解答が用意されている。
1.熱力学の要点
1.1 平衡状態と過程
1.2 熱力学の基本法則
1.3 いくつかの定義と公式
1.4 相転移
演習問題
2.熱力学から統計力学へ
2.1 2つの系の熱的接触
2.2 微視的エントロピー
2.3 古典理想気体
演習問題
3.アンサンブル理論とミクロカノニカルアンサンブル
3.1 アンサンブル理論
3.2 リウビルの定理
3.3 ミクロカノニカルアンサンブル
3.4 2準位系
3.5 ビリアル定理
演習問題
4.カノニカルアンサンブル
4.1 熱溜に接した系
4.2 分配関数の物理的意味
4.3 古典理想気体
4.4 調和振動子の集団
4.5 常磁性体
4.6 2準位系再考 -負の温度ー
4.7 エネルギーのゆらぎと比熱
4.8 いくつかの応用
演習問題
5.グランドカノニカルアンサンブル
5.1 熱・粒子溜に接した系
5.2 いくつかの応用
5.3 粒子数のゆらぎと圧縮率
演習問題
6.T-P アンサンブル
6.1 熱・圧力溜に接した系
6.2 いつくかの応用
6.3 体積のゆらぎ
演習問題
7.量子統計力学入門
7.1 密度演算子
7.2 いろいろなアンサンブル
7.3 カノニカルアンサンブルの例
7.4 多粒子系
7.5 ボース分布とフェルミ分布
7.6 理想気体
演習問題
8.多原子分子気体の性質
8.1 多原子分子
8.2 異核2原子分子
8.3 等核2原子分子
演習問題
9.理想フェルミ気体
9.1 基本公式
9.2 絶対零度における性質
9.3 有限温度における性質
演習問題
10.理想ボース気体
10.1 基本公式
10.2 高温極限における性質
10.3 低温における振舞とボースーアインシュタイン凝縮
10.4 いくつかの応用
演習問題
11.相転移
11.1 はじめに
11.2 イジング模型の相転移と平均場近似
11.3 ランダウ理論
11.4 スケーリング理論
11.5 実空間くり込み群の方法
演習問題
付録
A. ルジャンドル変換
B. 位相空間における平均
C. 磁気モーメントの運動
D. ルジャンドル変換とラブラス変換
E. フェルミーディラック積分
F. ボースーアインシュタイン積分
近い将来、超小型衛星を利用した宇宙ビジネスが増え、誰もが自分の小型衛星を製作・打ち上げ・運用できる時代がやってくる。
本書は、惑星や人工衛星の軌道の基礎知識、ロケット・探査機開発の歴史、人工衛星の構成や超小型衛星の作り方について概説。また今後の宇宙ビジネス・宇宙利用の必須アイテムである超小型衛星の製作・打上げに必要な手順を中心に、部品の購入から製作、試験、データ取得、解析、発表の経験が得られるシステムデザインの手法を解説。航法誘導制御、推進機関、熱制御、通信、電源、筐体など小型化・高密度化された超小型衛星を構成する各装置について、購入できるCOTS(民生)製品も具体的に紹介。
新たに宇宙ビジネスに参入する未経験の企業、自治体、学生、宇宙と宇宙産業に関心もつ方のためのガイドブック。
半期制の授業に対応して、コンパクトでありながら理解しやすくまとめられた熱力学の教科書。基礎的な事柄についてできるだけ平易な説明を与え、熱力学に現れるいろいろな物理量の概念的な理解と熱力学の基本法則の使い方を修得できるように努められている。
重要な式やポイントとなるところは網掛けをして理解を促し、また、各章末には演習問題があり、各自の理解の進み具合を確かめ深められるなど、配慮がなされている。
1.熱と熱力学
1.1 物質の構成と熱
1.2 熱力学とは
1.3 熱力学に現れる基本的用語
1.4 熱力学の出発点
1.5 熱と温度とエントロピー
演習問題
2.熱力学の基礎
2.1 気体の振舞
2.2 熱力学の第2法則
2.3 カルノーサイクル
2.4 熱機関の効率
2.5 実用温度と絶対温度
2.6 自由エネルギー
演習問題
3.熱力学に現れる基本的関係式
3.1 熱力学の基本公式
3.2 熱力学関数の表式とギブスーデューエムの関係式
3.3 気体の性質を記述する諸係数
3.4 系の安定性の条件 -熱力学不等式ー
3.5 理想気体の混合 -混合のエントロピー -
演習問題
4.非理想気体の熱力学
4.1 ファン・デル・ワールスの状態方程式
4.2 2相共存とマクスウェルの等面積則
4.3 準安定状態
4.4 気体を冷やすには
4.5 ビリアル展開
演習問題
5.相転移の熱力学
5.1 相図と相転移の次数
5.2 1次相転移
5.3 2次相転移
5.4 強磁性体の相転移
演習問題
6.理想気体の分子運動論
6.1 マクスウェル分布
6.2 圧力と温度
6.3 理想気体の熱容量
演習問題
本書では、実際の自然現象の抽象化と数理的単純化、モデル化のプロセスとその意味を見ていく。物理法則や公式がなぜ必要で、いかに使われ、どのように役立つかがわかるだろう。「物理の役割は、森羅万象を相手にして自然界の真理、つまりものごとの成り立ち、仕組みとはたらきを明らかにすることだ。このとき、論理性、実証性と柔軟な方法論が武器となる。」パリティ誌の好評連載を単行本化。
超省力的なダイコン・サツマイモ有機栽培は前作収穫後そのままのウネに後作を植付け,施肥・防除などを省略。2作共通の中高うね,焼酎廃液濃縮液で2作分の施肥,不織布二重被覆で前進化,畦間エンバクで雑草抑制。輪作,緑肥などで省力化,コスト低減を追究した結果,慣行栽培に引けを取らない収量・品質が得られる有機栽培の体系を確立。有機をめぐる国内外の研究も含めて特集。そのほか,土壌病害対策では太陽熱処理,発病抑止型土壌とリン酸,堆肥の肥料効果・土作り効果,水田土壌と造成土壌の特性,土壌中でのリン酸の動態を収録。
【目次】
特集 有機栽培の新技術
ダイコンーサツマイモ畝連続使用有機栽培体系
ヘアリーベッチ植栽による土壌改良とダイズ作への効果
▼有機栽培の研究
▼生産者事例
土壌病害を防ぐ
▼進化する太陽熱処理
▼発病抑止型土壌とリン酸
▼生産者事例
堆肥の肥料効果,土作り効果
▼生産者事例
水田土壌,造成土壌の特性
土壌中でのリン酸の動態
特集 有機栽培の新技術
ダイコンーサツマイモ畝連続使用有機栽培体系
ヘアリーベッチ植栽による土壌改良とダイズ作への効果
▼有機栽培の研究
▼生産者事例
土壌病害を防ぐ
▼進化する太陽熱処理
▼発病抑止型土壌とリン酸
▼生産者事例
堆肥の肥料効果,土作り効果
▼生産者事例
水田土壌,造成土壌の特性
土壌中でのリン酸の動態