磁場が軸性ベクトルであること

POINT 磁場が軸性ベクトル(擬ベクトル)であることの説明方法. ベクトルには,空間反転で符号を変える「極性ベクトル」と符号を変えない「軸性ベクトル」がある. 右手系と左手系のどちらをとるかで磁場の向きは変わってしまうが,方程式は変わらない. 【…

ベクトルの外積と座標変換

POINT ベクトルの外積(ベクトル積,クロス積)の注意点について. 座標変換の表式を導く. ベクトルの外積について,こんな性質もあるんだよ!というものをまとめています.性質としては重要なものですが,「計算」ではあまり使わないため忘れてしまいがち…

応力テンソルとは

POINT なぜ,応力がテンソルで表されるのか. 応力を考えると自然にテンソルが必要になる. 「テンソル(tensor)」の語源は「張力(tension)」であると言われています.ここでは,応力を考えることで,自然にテンソルの概念が現れることを見てみます. 【…

ベクトル解析の公式(積分編)

POINT ベクトル解析の積分公式. 【関連記事】 ベクトル解析の公式 - Notes_JP ディアディック(ダイアド積)の計算 - Notes_JP ガウスの発散定理 スカラーの場合 テンソルへの拡張 参考文献 ガウスの発散定理一番スタンダードな形から導ける派生公式を紹介…

Python-可変長引数を持つ関数を積分する

POINT 動的に変数の数が変わる関数を「定義」する方法. 動的に変数の数が変わる関数を「積分」する方法. 思いついた方法をメモしておきます. 他にもっと良い方法があるかもしれません.ぜひ教えて下さい! やりたいこと 例1:1変数関数を掛け合わせる 可…

定常波・定在波の性質

POINT 定常波・定在波の性質について考察する. 自由端反射と固定端反射による定常波の特徴. 【関連記事】 [A]2層・垂直入射の反射と透過(電磁波・音波・量子力学) - Notes_JP:振幅反射率の具体的な表式を求めています. [B]【旧版】定常波・定在波の性…

3層・垂直入射の反射と透過(電磁波・音波)

POINT 散乱問題と同じように,「定常的な状態を扱う方法」と「波を追跡する方法」がある. 前者では「定常的な解+境界条件」をもとに解き,後者は「すべての反射波・透過波(この際,境界条件を考慮)を合成する」ことで解く. 【関連記事】 [A]2層・垂直入…

2層・垂直入射の反射と透過(電磁波・音波・量子力学)

POINT 波(電磁波・音波)が,異なる媒質の境界面に対し垂直に入射した場合の反射・透過について. 量子力学で,1次元の階段型ポテンシャルに平面波が入射したときの反射・透過について. これらの波動現象が,ほとんど同じ方法で扱えることを,計算を比較し…

音波の方程式

POINT 音波を流体力学の基礎方程式から導出する. 摂動の1次までを考えると,波動方程式が得られる. 音波が波動方程式に従うことは,流体力学の方程式において摂動論を適用し,その1次の寄与を取り出すことで示されます.摂動の2次以上を考えると,もはや線…

Pythonの「クラス」で遊ぶ:Wikipediaの球Bessel関数のグラフを描画

Wikipediaの球Bessel関数のグラフ(Spherical Bessel functions: jn, yn (Wikipedia))を描きます.クラスを使う必要はないのですが,あえてできるだけクラスを使ったコードで遊んでみました.クラスの簡単な使い方と同時に,キーワード可変長変数(**kwargs…

1次元波動方程式と固定端(ディリクレ境界条件)

POINT 境界がある場合の1次元波動方程式の解を,ダランベールの公式(無限区間の初期値問題の解)をもとに考察する. 固定端の場合を考える(ディリクレ境界条件). 【関連記事】 [A]波動方程式とダランベールの公式 - Notes_JP 半無限区間 有限区間 参考文…