ちょぴん先生の数学部屋

数学の楽しさを、現役メーカーエンジニアが伝授するぞ!

大学物理

シュレディンガー方程式を解く その3 ~水素原子~ [後編]動径関数

みなさん、こんにちは。 今回は「シュレディンガー方程式」シリーズの第3弾「水素原子」の後編で、前回の「角度方向」に引き続き、「動径方向」について考えます。 最後に、元々の方程式の解の全容を調べていきます。 ※今回の記事は下の前編の完全な続きです…

シュレディンガー方程式を解く その3 ~水素原子~ [前編]球面調和関数

みなさん、こんにちは。 今回は「シュレディンガー方程式」シリーズの第3弾として、「水素原子」について紹介します。 水素原子のシュレディンガー方程式は、「角度方向」と「動径方向」の2つに分離できるのですが、両方を一度に紹介すると大変長くなってし…

シュレディンガー方程式を解く その2 ~調和振動子~

みなさん、こんにちは。 今回は「シュレディンガー方程式」シリーズの第2弾として、ばねのモデルである「調和振動子」について考えます。

シュレディンガー方程式を解く その1 ~井戸型ポテンシャル~ [後編] 有限の深さの場合

みなさん、こんにちは。 今回は「シュレディンガー方程式」シリーズの第1弾「井戸型ポテンシャル」の後編で、「有限の深さ」になった場合について考えます。 前回の記事↓ stchopin.hatenablog.com

シュレディンガー方程式を解く その1 ~井戸型ポテンシャル~ [前編] 無限の深さの場合

みなさん、こんにちは。 今回から、量子力学の基礎方程式「シュレディンガー方程式」について、いくつか代表例を解いてみる、というネタを紹介しようと思います。 今回は初回なので、そもそも「シュレディンガー方程式」とは何か?という導入部分から解説し…

ラプラシアンの3次元極座標表示

みなさん、こんにちは。 本日は、量子力学の基礎方程式である「シュレディンガー方程式」を解くに当たり、その準備段階として、電磁気学に登場した「ラプラシアン」を3次元極座標(および3次元円筒座標)での表式に変換する工程を紹介します。 ラプラシア…

内積の概念を関数にも・・・直交多項式 その4 ~ラゲール多項式~

皆さん、こんにちは。 4回シリーズでお届けしている「直交多項式」のいよいよラストです。 最終回の今回は「ラゲール多項式」、並びにその拡張版である「ラゲール陪多項式」について紹介します。 この「ラゲール陪多項式」は、水素原子の電子に関するシュレ…

内積の概念を関数にも・・・直交多項式 その3 ~ルジャンドル多項式~

皆さん、こんにちは。 4回シリーズでお届けしている「直交多項式」の第3弾です。 3回目の今回は「ルジャンドル多項式」、並びにその拡張版である「ルジャンドル陪関数」について紹介します。 この「ルジャンドル陪関数」は、水素原子の電子に関するシュレ…

内積の概念を関数にも・・・直交多項式 その2 ~エルミート多項式~

皆さん、こんにちは。 4回シリーズでお届けしている「直交多項式」の第2弾です。 2回目の今回は「エルミート多項式」について紹介します。 この「エルミート多項式」は、ミクロなばね(=調和振動子)に関するシュレディンガー方程式を解く際に登場します。

マクスウェル方程式から、電磁波の方程式を導出

皆さん、こんにちは。 大学1年の後期の期末試験が近いということで、「電磁気学」に関連する数学の話を前後編に分けてしていこうと思います。 後編の今回は、電磁気学の基礎方程式である「マクスウェル方程式」から、電磁波の方程式を導出する工程を紹介して…

grad, div, rotとは? ~ベクトル解析の3大計算~

皆さん、こんにちは。まだまだ寒いですね。 大学1年の後期の期末試験が近いということで、「電磁気学」に関連する数学の話を前後編に分けてしていこうと思います。 前編の今回は、電磁気学の基礎方程式である「マクスウェル方程式」の理解に必要な、ベクトル…

万有引力の法則から、ケプラーの法則を導く

今回の記事では、惑星の運動に関する法則「ケプラーの法則」を、「万有引力の法則」からニュートンの運動方程式を使って証明していきたいと思います。

共振現象を、ニュートンの運動方程式から導く

この記事は、前回の「ニュートンの運動方程式」の続きで、 stchopin.hatenablog.com 今回は、「共振」を扱ってみようと思います。

微分方程式への招待 ~ニュートンの運動方程式~

今回の記事では、近代物理学の至宝、「ニュートンの運動方程式」について紹介し、実際にそれを使っていくつかの物理現象を解明していきます。 それにあたっては「微分方程式を解く」という作業が必要になりますので、各物理現象を通して、その一端に触れてい…

ヨビノリさんからの挑戦状 ~数学夏祭り 第9問~

ヨビノリさんの企画、「数学夏祭り」に参加しております。 本日9/10に出題された、第9問はこちら、 線積分を計算する問題のようです。とりあえずやっていきましょう。 (筆者の解答時間は100分でした。。)