物理学 10年生用

はじめに

10年生の物理学では、運動、力、波、電気をより深く学び、科学の基本原理の理解を強化します。生徒はニュートンの運動の法則を詳しく学び、電磁気学を学習し、機械および電気システムにおけるエネルギー変換を研究します。また、電気回路の仕組みや、レンズや鏡が光をどのように制御するかなど、現実世界への応用も学びます。数学的分析と実験設計への重点が高まることで、この学年は高度な物理学の学習に向けた強固な基盤を築くのに役立ちます。

すべての章とトピック

1.  力学

• 1.1.  動力学
• 1.1.1.  1次元の運動
• 1.1.2.  二次元の運動
• 1.1.3.  変位と距離
• 1.1.4.  速度と速さ
• 1.1.5.  加速度
• 1.1.6.  運動のグラフ表現
• 1.1.7.  運動の方程式
• 1.1.8.  自由落下と重力による加速度
• 1.1.9.  放物運動
• 1.1.10.  相対速度
• 1.2.  動力学
• 1.2.1.  ニュートンの運動の法則
• 1.2.2.  慣性と質量
• 1.2.3.  力とその種類
• 1.2.4.  作用と反作用の力
• 1.2.5.  摩擦とその影響
• 1.2.6.  摩擦係数
• 1.2.7.  円運動
• 1.2.8.  向心力と向心加速度
• 1.2.9.  運動量とインパルス
• 1.2.10.  運動量の保存
• 1.2.11.  ニュートンの第三法則とその応用
• 1.3.  仕事、エネルギーと力
• 1.3.1.  Work done by the force
• 1.3.2.  仕事とエネルギーの定理
• 1.3.3.  運動エネルギー
• 1.3.4.  位置エネルギー
• 1.3.5.  機械エネルギー
• 1.3.6.  エネルギー保存
• 1.3.7.  パワーと効率
• 1.3.8.  再生可能エネルギーと非再生可能エネルギー源
• 1.4.  重力
• 1.4.1.  ニュートンの万有引力の法則
• 1.4.2.  重力場と場の強さ
• 1.4.3.  異なる惑星での重力による加速度
• 1.4.4.  ケプラーの惑星運動の法則
• 1.4.5.  軌道と衛星
• 1.4.6.  重量と見かけの重量
• 1.4.7.  重力ポテンシャルエネルギー

2.  物質の特性

• 2.1.  物質の状態
• 2.1.1.  固体、液体、気体
• 2.1.2.  物質の分子構造
• 2.1.3.  分子間力
• 2.1.4.  プラズマとボース＝アインシュタイン凝縮体
• 2.2.  Pressure
• 2.2.1.  圧力の定義
• 2.2.2.  液体の圧力
• 2.2.3.  気圧
• 2.2.4.  パスカルの原理
• 2.2.5.  Archimedes' Principle and Buoyancy
• 2.2.6.  表面張力と毛細血管現象
• 2.3.  弾性
• 2.3.1.  フックの法則
• 2.3.2.  応力とひずみ
• 2.3.3.  弾性限界と弾性係数
• 2.3.4.  弾性の応用

3.  熱物理学

• 3.1.  熱と温度
• 3.1.1.  熱と温度の違い
• 3.1.2.  温度スケール
• 3.1.3.  熱膨張
• 3.1.4.  熱平衡
• 3.2.  熱伝達
• 3.2.1.  伝導率
• 3.2.2.  対流
• 3.2.3.  放射
• 3.2.4.  Insulation and its applications
• 3.3.  物質の熱的性質
• 3.3.1.  比熱容量
• 3.3.2.  潜熱と相変化
• 3.3.3.  沸点と融点
• 3.3.4.  熱機関と冷凍
• 3.4.  熱力学の法則
• 3.4.1.  熱力学第零法則
• 3.4.2.  熱力学第一法則
• 3.4.3.  熱力学第2法則
• 3.4.4.  カルノーサイクル

4.  波と光学

• 4.1.  波の性質と特性
• 4.1.1.  自然界の波の種類と波の特性
• 4.1.2.  横波と縦波
• 4.1.3.  波のパラメータ
• 4.1.4.  波の反射と屈折
• 4.1.5.  重ね合わせと干渉
• 4.1.6.  定常波と共鳴
• 4.1.7.  ドップラー効果
• 4.2.  音波
• 4.2.1.  音波の特徴
• 4.2.2.  異なる媒質における音速
• 4.2.3.  音波の応用
• 4.2.4.  超音波とその用途
• 4.3.  光の波と光学
• 4.3.1.  光の性質
• 4.3.2.  光の反射
• 4.3.3.  反射の法則
• 4.3.4.  鏡と画像形成
• 4.3.5.  光の屈折
• 4.3.6.  スネルの法則
• 4.3.7.  レンズと画像の形成
• 4.3.8.  全内部反射と臨界角
• 4.3.9.  光ファイバー
• 4.4.  光学機器
• 4.4.1.  顕微鏡
• 4.4.2.  望遠鏡
• 4.4.3.  人間の目と視力の欠陥
• 4.4.4.  カメラとその動作原理

5.  電気と磁気

• 5.1.  静電気学
• 5.1.1.  電荷とその特性
• 5.1.2.  導体と絶縁体
• 5.1.3.  クーロンの法則
• 5.1.4.  電場と電場線
• 5.1.5.  電位と電位差
• 5.1.6.  コンデンサと静電容量
• 5.2.  電流
• 5.2.1.  電流とその測定
• 5.2.2.  オームの法則
• 5.2.3.  抵抗と抵抗率
• 5.2.4.  直列回路と並列回路
• 5.2.5.  電力とエネルギー
• 5.2.6.  キルヒホッフの法則
• 5.3.  磁性と電磁気学
• 5.3.1.  磁場と磁力線
• 5.3.2.  電流の磁気効果
• 5.3.3.  電磁誘導
• 5.3.4.  ファラデーの電磁誘導の法則
• 5.3.5.  トランスと応用
• 5.3.6.  交流と直流の電流

6.  現代物理学

• 6.1.  原子物理学
• 6.1.1.  原子の構造
• 6.1.2.  ボーアの原子モデル
• 6.1.3.  電子エネルギーレベル
• 6.1.4.  X線とその応用
• 6.2.  放射能
• 6.2.1.  放射線の種類
• 6.2.2.  半減期と放射性崩壊
• 6.2.3.  核反応とその応用
• 6.2.4.  核分裂と核融合
• 6.3.  量子物理学
• 6.3.1.  波動・粒子二重性
• 6.3.2.  光電効果
• 6.3.3.  エネルギーの量子化
• 6.3.4.  ハイゼンベルクの不確定性原理

7.  電子と通信

• 7.1.  半導体
• 7.1.1.  導体、絶縁体、半導体
• 7.1.2.  ダイオードとその応用
• 7.1.3.  トランジスタと論理ゲート
• 7.1.4.  LEDとフォトダイオード
• 7.2.  通信システム
• 7.2.1.  コミュニケーションの基本
• 7.2.2.  アナログ信号とデジタル信号
• 7.2.3.  無線通信と光ファイバー通信
• 7.2.4.  電波と変調