物理学
物理学（physics）は、自然界に現れる物質・エネルギー・空間・時間と、それらの相互作用を、観測・実験と数学によって研究する自然科学の一分野である。
物理学の対象
物理学は、物体の運動、力、熱、光、電気、磁気、原子、素粒子、宇宙など非常に広い対象を扱う。対象の大きさも、素粒子より小さな尺度から宇宙全体まで及ぶ。
主な分野
| 分野 | 主な対象 |
|---|---|
| 古典力学 | 物体の運動、力、エネルギー |
| 電磁気学 | 電荷、電場、磁場、電磁波 |
| 熱力学 | 熱、仕事、温度、エントロピー |
| 相対性理論 | 高速運動、重力、時空 |
| 量子力学 | 原子・電子など微視的世界 |
| 素粒子物理学 | 物質を構成する基本粒子と相互作用 |
| 宇宙論 | 宇宙の起源、進化、大規模構造 |
理論と実験
物理学では、観測や実験から規則性を見いだし、それを数学的な法則として表現する。理論は新しい現象を予測し、実験はその予測を検証する。両者の往復によって理論は改良される。
数学との関係
物理学の法則は方程式で表されることが多い。特に微分、積分、線形代数学、確率は現代物理学の重要な道具である。
目的別の学習ルート
物理学は、観測できる量の関係をモデルと法則で記述し、まだ測っていない状況を予測する学問である。式を使う際は、対象、座標系、単位、近似、初期条件を明確にする。結果が合わないときは計算の誤りだけでなく、摩擦や相対論的効果など、無視した要因が大きくないかを見直す。
この分野の記事の読み方
最初に単位を確かめる。例えばmv²はkg m²/s²でエネルギーの単位となり、mvは運動量の単位になる。次に極端な条件で式が自然な振る舞いをするかを調べる。摩擦を0にしたら保存則へ戻るか、速度を十分小さくしたら古典式へ戻るか、といった確認が有効である。数値例は本文で指定した理想化の下での計算であり、そのまま実装・設計上の保証を与えるものではない。
他分野とのつながり
参考資料・次に読む資料
- OpenStax: University Physics Volume 1力学・振動・波を体系的に学ぶ大学向け教科書。
- OpenStax: University Physics Volume 2熱力学・電磁気学を体系的に学ぶ教科書。目次から対応分野へ進める。
- OpenStax: University Physics Volume 3光学・相対論・量子物理を体系的に学ぶ教科書。
資料確認日：2026-10-12。