クイズ問題: 液体中などを漂う微粒子が行う不規則な運動のことを、発見したイギリスの科学者の名前から「何運動」というでしょう?
答え: ブラウン運動

関連するWikipedia記事の抜粋:
title: ボーアの原子模型
text: 原子内の電子は、原子核との間にはたらくクーロン力を向心力とする等速円運動を行うが、電子は次の条件を満たす円軌道のみをとることができ、この条件を満たす円軌道上では電子は電磁波を放出せず、円運動を行うことができると仮定する。
title: コリオリの力
text: コリオリの力(コリオリのちから、仏: force de Coriolis)とは、回転座標系上で移動した際に移動方向と垂直な方向に移動速度に比例した大きさで受ける慣性力(見かけ上の力)の一種であり、コリオリ力、転向力(てんこうりょく)ともいう。1835年にフランスの科学者ガスパール=ギュスターヴ・コリオリが導いた。
title: コリオリの力
text: コリオリの力を例を使って解説する。慣性系で静止している質点を、等速で回転する座標系から観測する場合を考える。この際、その質点は等速円運動をしている。回転座標系では、見かけの力である遠心力が円運動の中心から離れる方向に働くことが知られている。また、等速円運動では質点の加速度の向きは、常に円の中心向きである。ところが回転座標系でニュートンの運動方程式が成り立つと仮定すると、みかけの力の遠心力を考えただけではこの加速度を得ることができない。回転座標系で等速円運動を続けるためには、物体に中心向きの見かけの力が働いている必要がある。この物体の運動方向を変える力がコリオリの力である。
title: 遠心力
text: 回転座標系における慣性力は遠心力の他に、角速度変化に伴うオイラー力と物体の速度に比例するコリオリの力がある。
title: 運動エネルギー
text: 運動エネルギー(うんどうエネルギー、英語: kinetic energy)は、物体の運動に伴うエネルギーである。物体の速度を変化させる際に必要な仕事である。英語の kinetic は、「運動」を意味するギリシア語の κίνησις(kinesis)に由来する。この用語は1850年頃ウィリアム・トムソンによって初めて用いられた。
title: 円運動
text: 円運動(えんうんどう、英: circular motion)とは、物体の運動の向きとは垂直な方向に働く力によって引き起こされる運動である。特に中心力(常に円軌道の中心を向き、大きさが距離のみに依存する力)が働くことにより引き起こされる。
title: プラズマ物理
text: 一様定常な磁場中では荷電粒子は磁場と速度の双方に垂直な力、ローレンツ力を受けるので、磁場に垂直な方向に円運動する。その際イオンと電子では荷電の符号が逆なので、旋回の向きも逆になる。この運動をサイクロトロン運動ともいう。このように円運動する粒子の行動を調べるには、その円運動の中心を追うのが便利である。円運動の中心を旋回中心(gyration center)、もしくは案内中心(guiding center)と呼ぶ。 一方、粒子は磁場方向には力を受けないので旋回中心は1本の磁力線に沿って一定の速さで進む。従って粒子は磁力線に沿ってらせん形を描いて運動することになる。 一様定常な磁場 B の中の円運動の振動数 Ω は粒子の荷電を q (正負あり)、質量を m とすると
title: アシダカグモ
text: 流体力学における重力波(じゅうりょくは、英:gravity wave)とは、重力の作用によって力学的平衡状態にある媒質が、異なる密度の媒質中に変位したとき、重力を復元力として再び元の平衡状態に戻ろうとする過程で、媒質の界面で発生して界面に沿って進む波動のこと。よく見られる現象として、水面に生じる波浪が上げられる。これは界面である明瞭な表面を進む波となるため表面波とも呼ばれる。これらの波動は撹乱となって成長することがあり、これはケルビン・ヘルムホルツ不安定性として知られる。なお、一般相対性理論によって記述される、時空の変位が光速で伝播する現象については重力波(相対論)を参照。両者は英語ではそれぞれgravity wave, gravitational waveと区別されているが、日本語では同じ重力波と呼ばれる。
title: ブラウン運動にまつわる誤解
text: ブラウン運動にまつわる誤解(ブラウンうんどうにまつわるごかい)とは、日本語で記された文献などにおいてブラウン運動を説明する際、溶媒中の微粒子が不規則に動く現象のことを、しばしば「水中で花粉が動く」と誤って記述されている事例を指す。
title: ジャイロスコープ
text: 流路中に気体(ガス)を流すと、その気体に加わるコリオリの力により、気体の流れが変化する。この変化を検出することで角速度を得る。
title: ブラウン運動
text: ブラウン運動(ブラウンうんどう、英: Brownian motion)とは、液体や気体中に浮遊する微粒子(例:コロイド)が、不規則(ランダム)に運動する現象である。1827年、ロバート・ブラウンが、水の浸透圧で破裂した花粉から水中に流出し浮遊した微粒子を、顕微鏡下で観察中に発見し、論文「植物の花粉に含まれている微粒子について」で発表した。
title: 摂動
text: 摂動(せつどう、 英語: perturbation)とは、一般に力学系において、主要な力の寄与(主要項)による運動が、他の副次的な力の寄与(摂動項)によって乱される現象である。摂動という語は元来、古典力学において、ある天体の運動が他の天体から受ける引力によって乱れることを指していたが、その類推から量子力学において、粒子の運動が複数粒子の間に相互作用が働くことによって乱れることも指すようになった。なお、転じて摂動現象をもたらす副次的な力のことを摂動と呼ぶ場合がある。
title: 大気力学
text: 傾度風はコリオリの力+遠心力=気圧傾度力の状態で釣り合った時の風。等圧線の屈曲が多い(ロスビー数が大きい時)に遠心力が増大することで成り立ち、台風や爆弾低気圧などでは実際にこれに近い風が吹いている。
title: 重力を説明する古典力学的理論
text: 1671年にロバート・フックは重力はすべての方向に向かって物体が引き起こすエーテルの波に起因すると推定した。他の物体はこの波の発生源の方向に動くと推測した。フックは波打つ水の表面に浮く小さな物体が波の発生源に集まる現象のアナロジーで重力を解釈しようとした。同様な理論は1859年から1876年の間にジェームズ・チャリスによっても研究された。チャリスは計算によって波の波長が物体間の距離に比べて大きい時に引力が働き、波長が短い時は斥力が働くことを示した。クーロン力や磁力についても同じ理論での説明をチャリスは試みた。
title: 揺動散逸定理
text: 1905年、アルベルト・アインシュタインは、ブラウン運動に関する論文を著し、ブラウン運動を起こしている不規則な運動が、流れの中で粒子を引き留める力をも生み出すことを明らかにした。つまり、静止流体でのゆらぎは流体を流す外力を与えた場合の摩擦力、すなわち散逸的な力と共通の原因を有するということである。ブラウン運動に関するアインシュタイン-スモルコフスキーの関係式は次で与えられる:
title: ストークス数
text: ストークス数(英語: Stokes number)とは流体中を運動する微粒子について、流体への追従性を記述するために用いられる無次元量である。その名前は、アイルランドの物理学者ジョージ・ガブリエル・ストークスに因む。St << 1 ならば、微粒子の軌跡は流体の流線にほぼ一致すると考えて良い。
title: バウショック
text: 太陽風の粒子は磁場に沿って螺旋の経路を描く。それぞれの粒子の速度は、通常の気体中の分子の熱運動速度と同じように扱うことができ、熱運動速度の平均はほぼ音速となる。バウショックでは、太陽風の見かけの速度は粒子が螺旋状に進む速度以下に落ちる。
title: 向心力
text: 向心力(こうしんりょく、Centripetal force)または求心力(きゅうしんりょく)は物体を曲線軌道で動かす力のこと。その方向は常に物体の速度とは垂直方向(経路の瞬間的な接触円の中心)を向いている。
title: ニュートン流体
text: この流れのことをニュートン流動と言う。
title: 地球流体力学
text: 回転系における力学が基礎となっており、ナビエ-ストークスの式に外力の項として重力と見かけの力であるコリオリの力が加えられたものが基礎方程式として用いられる。慣習としてコリオリの力は左辺におき、全体を密度 ρ で割った次の式が用いられる。
title: ヨハネス・ケプラー
text: ケプラーの法則は「距離の二乗に反比例する力によって惑星が太陽に引かれている」と示唆する。ケプラーはそのことに気付いており、「太陽と惑星の間に、磁力のような力が存在する」と述べた。その力は、後にアイザック・ニュートンによって「万有引力」であるとされた。ただし、正確には万有引力は惑星を太陽系中心に引き付けているだけで、公転を続けるのは惑星の、軌道に接する面の方向の慣性、角運動量保存の法則による。
title: 角速度
text: 角速度が関係する物理現象としては例えば遠心力やコリオリ力がある。
title: ガストフロント
text: メソサイクロンの周囲を回転する空気には遠心力が掛かり渦の外側に引っ張られるため、中心部の空気が薄くなって気圧が下がる。一方気圧が下がることで、気圧傾度力が働いてさらに周囲の空気を巻き込む。また、この規模の渦には地球の自転に起因するコリオリ力という力も働くため、気圧傾度力・遠心力・コリオリ力の3つの力が均衡して、低気圧としての気流の循環を維持している。
title: 航跡波
text: 水鳥や船舶が水面を進むと、後方に一定のパターンの航跡波が生じる。これを最初に数学的に解明したのはケルヴィン卿であり、今日ではケルヴィン波(Kelvin wake pattern)と呼ばれている。
title: レイノルズ数
text: 後述のバッキンガムのΠ定理によれば、流れの中におかれた物体に働く力はレイノルズ数とマッハ数のみの関数である。すなわち、レイノルズ数とマッハ数が同じ値の流れ場は同じ振る舞いをする。これを流れの相似性という。これを利用すれば、風洞実験で流れ場を再現するにはレイノルズ数・マッハ数を変えるだけでよく、流速・密度・粘性係数・圧力等といった多数の変数を扱う必要がなくなり、実験回数を大きく削減できる。
title: コリオリパラメータ
text: コリオリパラメータとは、地球など回転する惑星上において運動する物体に働くコリオリの力の水平成分の係数であり、惑星渦度とも呼ばれ、一般に f で示される。緯度に依存して変化するパラメータであり、緯度を φ、惑星の自転角速度を Ω とすると f = 2Ω sin φ で与えられる。地球流体力学では、コリオリの力を f k×u と表記する。
title: パウリの排他原理
text: 1925年にウーレンベックとゴーズミットは、この電子の自由度の由来について、電子が自転しているという仮説をたてたため、この自由度はスピンと呼ばれるようになった。しかし、電子が自身のスピンに相当する角運動量を自転によって得るためには、光速を超える速度で自転しなければならず、相対論に反する。そのため、パウリによってこの仮説は否定されたが、スピンという名称は残された。
title: 沈降係数
text: 粘性抵抗はストークスの式によって与えられ、遠心力は親しみのある式、mrωによって与えられる。ここでは、rは粒子の回転軸からの距離である。これら2つの力(粘性力および遠心力)が釣り合う時、粒子は終端速度と呼ばれる一定の速度で移動する。したがって、終端速度は以下の式で与えられる。
title: ニュートン流体
text: ニュートン流体(ニュートンりゅうたい、英: Newtonian fluid)は、流れのせん断応力(接線応力)と流れの速度勾配(ずり速度、せん断速度)が比例した粘性の性質を持つ流体のこと。
title: サイクロイド
text: 定直線に沿って円が滑らずに回転するときの円周上の定点の軌跡をサイクロイドという(→生成アニメーション)。サイクロイドはトロコイドの一種と見なすことができる。
title: ハーゲン・ポアズイユ流れ
text: ハーゲン・ポアズイユ流れ(ハーゲン・ポアズイユながれ、英語: Hagen–Poiseuille flow)とは、管径が一定の円管を流れる粘性をもつ流体(非圧縮性のニュートン流体)の定常層流解、つまり円形の管の中をゆっくり流れる水などの流れ方に関する厳密解である。このような流れでは非圧縮性ニュートン流体の運動方程式であるナビエ・ストークス方程式を解析的に解くことができ、この流れは数少ない厳密解のうち最も有名でかつ重要な流れである。
title: バタフライ効果
text: バタフライ効果(バタフライこうか、英: butterfly effect)は、力学系の状態にわずかな変化を与えると、そのわずかな変化が無かった場合とは、その後の系の状態が大きく異なってしまうという現象。カオス理論で扱うカオス運動の予測困難性、初期値鋭敏性を意味する標語的、寓意的な表現である。
title: 万有引力
text: ニュートンは、太陽を公転する地球の運動や木星の衛星の運動を統一して説明することを試み、ケプラーの法則に、運動方程式を適用することで、万有引力の法則(逆2乗の法則)が成立することを発見した。これは、『2つの物体の間には、物体の質量に比例し、2物体間の距離の2乗に反比例する引力が作用する』と見なす法則である。力そのものは、瞬時すなわち無限大の速度で伝わると考えた。式で表すと、万有引力の大きさ F {\\displaystyle F} は、物体の質量を M , m {\\displaystyle M,m} 、物体間の距離を r {\\displaystyle r} として、
title: 粘弾性
text: 層流状態の粘弾性流体と、乱流状態のニュートン流体(を粗視化してみた流れ)とが示す振る舞いが似ていることが指摘されている。
title: エーテル (物理)
text: の関係があり、この速さは、実験的に知られていた光の速さと一致した。この事実から、光は電磁波の一種であると推定された。しかし、ニュートン力学においての基準座標系同士の関係(ガリレイ変換)を前提とすると、光の速さは、その光と同じ方向に進む観測者からは遅く、逆方向に進む観測者からは速く見えるはずである。従って、上式のような関係は一般には成立できない(どの基準座標系でも成立するわけではない)と考えられた。そこで、エーテルの運動を基準とした絶対座標系が存在し、その座標系でのみマクスウェルの方程式は厳密に成立すると推定された。マクスウェルやフィッツジェラルドらは、このようなエーテルのモデルを提唱した。
title: プラズマ物理
text: 実際の磁場中のプラズマでこれらの量の大きさを考えると、イオンと電子のいずれもサイクロトロン振動数は非常に大きく、旋回半径は非常に小さいことがわかり、どちらも磁力線に強く巻き付いて運動するという描像がよい近似で成り立つ。とくに電子はイオンよりはるかに小さい半径ではるかに速く旋回している。
title: フゴイド運動
text: フゴイド運動(フゴイドうんどう、英: Phugoid motion)あるいはフューゴイド運動とは、固定翼機の運動の内、進行方向に対して縦方向に生じる動揺の一種である。位置エネルギーと運動エネルギーの交換により生じる周期的な振動運動とみなすことができ、周期が数十秒と長く、減衰しにくい特徴をもつ。特に飛行力学においては長周期運動とも呼ばれる。
title: 非ニュートン流体
text: 非ニュートン流体(ひニュートンりゅうたい、英: Non-Newtonian fluid)は、流れの剪断応力(接線応力)と流れの速度勾配(ずり速度、剪断速度)の関係が線形ではない粘性の性質を持つ流体のこと。
title: 屈折
text: 屈折(くっせつ、英: refraction)とは、界面において、波(波動)が進行方向を変えることである。異なる媒質を通るときに、波の周波数が変わらずに進む速度が変わるため進行方向が変わる(エネルギー保存の法則や運動量保存の法則による)。
title: 海野荘
text: 偶力(ぐうりょく、英: couple)とは、作用線が平行で、互いに大きさが等しく、方向が反対向きの2つの力 (F, −F) のことである。偶力が働くと物体は回転をはじめるが、並進運動をさせる効果はない。
title: 自転
text: 天体の自転運動を表す言葉として用いられることが多い。力学における剛体の自転は、単に回転と呼ぶことの方が多く、オイラーの運動方程式により記述できる。英語で自転を意味する spin に由来するスピンという言葉も同義語であるが、物体の自転の意味でのスピンは自然科学以外の分野で用いられることが多い。例えばフィギュアスケートにおけるスピンや自動車がスリップして起きるスピンがある。量子力学や素粒子物理学におけるスピンも語源は自転に由来するが、物体の自転とは異なる概念と考えられている。
title: タキオン
text: タキオンの語源は、ギリシャ語で「速い」を意味するギリシア語: ταχύ(tachy)である。粒子の種類としては、常に光速で運動するルクソンと、常に光より遅く運動するブラディオンがあり、この2種類は存在することが確認されている。
title: ローレンツ力
text: このようにミクロな粒子に作用する力(ローレンツ力)から、マクロな粒子系に作用する力(クーロン力及びアンペール力)が導かれた。
title: コリオリの力
text: 回転座標系における慣性力には、他に、角速度変化に伴うオイラー力と回転の中心から外に向かって働く遠心力がある。
title: 長さの収縮
text: 長さの収縮 (length contraction) は、運動する物体の長さが、自身の静止系で測定される長さである固有長(proper length)よりも短く測定される現象。ローレンツ収縮やローレンツ・フィッツジェラルド収縮(ヘンドリック・ローレンツとジョージ・フィッツジェラルドにちなむ)とも呼ばれる。物体が進んでいる方向のみに生じる。普通の物体ではこの効果は日常的な速度では無視でき、物体が観察者に対して光速に近づくときのみ重要となる。
title: 1970年イタリアグランプリ
text: なお、類似した言葉に熱運動(thermal motion) がある。こちらは微小な粒子がするランダムな運動で、ブラウン運動の原因ともなる。熱運動については熱の記事を参照。
title: 慣性
text: 外力に対する応答として、物体の速度の変化がある。外力に対し、速度変化が乏しく慣性運動を継続する性質が強いことを、俗に「慣性」が大きいと表現する。 物体の速度変化の激しさは加速度によって表される。ニュートンの運動方程式より質量を持つ物体に加わる加速度は、物体に加わる力と質量の比で表される。
title: 重力
text: また(上でも述べた)ホイヘンスは、遠心力の公式を発見した。地球の自転はすでに明らかになっていたので、重力は万有引力そのものではなく、万有引力と地球の自転による遠心力との合力だということになった。
title: ヤマト1
text: 電磁推進は、海水中の電流と磁場によりフレミング左手の法則で示される方向に発生するローレンツ力を利用して船を動かす方法である。例えば、電磁石により海水中に上下方向の磁場を発生させ、船体に設けた一対の電極により海水に船体左右方向の電流を流すことで、船の推進力を得ることができる。ローレンツ力ベクトルは磁場と電流の外積で表され、海水電流のジュールロスは電流の2乗に比例するため、同じ推力を得ようとするとき磁束密度が大きいほど推進効率は高くなる。
title: デスペレーション
text: 差動回転(さどうかいてん、differential rotation)とは、主に天文学で、天体の各部分が異なる角速度で回転する様子を指す言葉である。微分回転とも言う。これに対して各部分が同じ角速度で一体となって回転することを剛体回転と呼ぶ。
title: 平均自由行程
text: 平均自由行程(へいきんじゆうこうてい、英語: mean free path)または平均自由行路(へいきんじゆうこうろ)とは、物理学や化学のうち、気体分子運動論において、分子や電子などの粒子が、散乱源(同じ粒子の場合もあれば、異なる粒子の場合もある)による散乱(衝突)で妨害されること無く進むことのできる距離(これを自由行程という)の平均値のことを言う。粒子が平均自由行程だけ運動すると、他の粒子と平均して1回衝突する。
title: ラーモア歳差運動
text: ラーモア歳差運動(ラーモアさいさうんどう、英語: Larmor precession)は、物理学において、電子・原子核・原子などの粒子の持つ磁気モーメントが外部磁場によって歳差運動を起こす現象である。ジョゼフ・ラーモアにちなんで名づけられた。
title: ストークスの式
text: 終端速度とは、粒子に上向きの力を及ぼす抵抗力および浮力と下向きの重力とが釣り合ったときの速度であり、粒子が一度その速度に達すると、その後は速度は変化せず一定になる。実際には微粒子が流体中を落下するときは落ち始めてほんの数秒(緩和時間)後に終端速度に達するが、大きな粒子の場合は終端速度に達するまでにより時間がかかる。
title: 沼隈町
text: ランダウ準位 (ランダウじゅんい、英: Landau level)とは、磁場の中で荷電粒子がサイクロトロン運動(円運動)するときに取り得る、不連続(離散的)なエネルギーの準位のことである。
title: 揚力
text: 揚力(ようりょく、英語:Lift)は、流体(液体や気体)中を移動する物体もしくは流れにさらされた物体にはたらく力のうち、物体の進行方向や流れが物体に向かう方向に対して垂直な成分のこと。
title: プラズマ物理
text: 磁場 B に垂直な電場 E がかかると、荷電粒子の円軌道の半分では加速されて旋回半径が大きくなって、旋回中心が粒子から遠ざかる。そして反対側へ来ると減速され、旋回半径が小さくなり、旋回中心が粒子に近づく。こうして旋回中心はいつでも減速側に動き、粒子自体も一方向に移動する。この磁場に垂直な旋回中心の移動をドリフト(drift)といい、その速度をドリフト速度という。粒子自身も磁場に垂直にはドリフト速度で移動する。この場合のドリフト速度 vd は
title: 電荷
text: 正電荷(を持つ粒子)同士の間には斥力(互いに遠ざけようとする力)が生じる。負電荷(を持つ粒子)同士の間にも斥力が生じる。正電荷(を持つ粒子)と負電荷(を持つ粒子)の間には引力(互いに引き付けようとする力)が働く。これらの力は、各粒子の電荷量に比例し、粒子同士の距離の2乗に反比例する。これをクーロンの法則といい、この力をクーロン力という。
title: 溶液
text: まず、凝集力は距離の二乗に逆比例する遠距離力の静電相互作用とそれよりも到達距離の短い近距離力のファン・デル・ワールス力(分子間力)とに分類される。そしてファン・デル・ワールス力はその発生機構により、ロンドン分散力や双極子相互作用などさらに幾つかに分類される。溶液の物理化学的挙動を区別する為に、つぎのように凝集力の違いにより溶液を区分する。
title: ジャイロ効果
text: この力は転向力(コリオリ力、運動量を旋回させるために要請される力)を角運動量の旋回に拡張したものである(コリオリ力は2ω×pで与えられる)。ここでは直感的に把握し易いよう、質点の動きについてみたときの原理を述べる。
title: 傾度風
text: 傾度風(けいどふう)は回転成分をもつ風を考えるときに用いられ、気圧傾度力、コリオリ力、遠心力の3つがつりあって吹くものを指し、高気圧性の回転と低気圧性の回転の2つに大きく分けられる。
title: プラズマ
text: サイクロトロン運動は、磁化プラズマにおいてプラズマを構成している荷電粒子がローレンツ力を受けて行う旋回運動である。
title: 波
text: 速度ポテンシャルを微分すると速度が求められ、この式から、海水の水粒子は楕円軌道を描いて運動しており、深海波では円軌道に近くなることが分かる。
title: 気体分子運動論
text: 気体分子運動論(きたいぶんしうんどうろん、英語: kinetic theory of gases)は、原子論の立場から気体を構成する分子の運動を論じて、その気体の巨視的性質や行動を探求する理論である。気体運動論や分子運動論とも呼ばれる。最初は単一速度の分子群のモデルを使ってボイルの法則の説明をしたりしていたが、次第に一般化され、現今では速度分布関数を用いて広く気体の性質を論ずる理論一般をこの名前で呼ぶようになっている。
title: ベルヌーイの定理
text: コアンダ効果は「粘性の効果によって翼の形に沿うように流れる」というもので、これと作用反作用則を使った揚力の原理の説明はベルヌーイの定理を使わない説明として知られている。ただし、コアンダ効果は本来噴流(ジェット)が物体に沿う性質であり、通常の翼には噴流は発生しないので、コアンダ効果を通常の翼の速度分布の説明に使うのは不適切であるとの意見もあるので、コアンダ効果を使った揚力の説明には疑問がある。
title: ローレンツ力
text: ローレンツ力(ローレンツりょく、英: Lorentz force)は、電磁場中で運動する荷電粒子が受ける力のことである。 名前はヘンドリック・ローレンツに由来する。
title: コロナ
text: 磁場がある場合、プラズマの熱伝導率は磁力線に垂直な方向より平行な方向のほうが高くなる。磁力線に垂直な方向へ運動する荷電粒子には、速度と磁力によって分割された平面に垂直なローレンツ力が作用する。この力は粒子の軌道を曲げる。一般に、粒子は磁力線に沿った速度成分を持っているので、ローレンツ力はサイクロトロン周波数で磁力線を中心とするらせんに沿って移動することを強いる。
title: ポインティング・ロバートソン効果
text: ポインティング・ロバートソン効果は塵粒子の軌道運動とは逆の方向に働く実効的な力として解釈することができ、そのため粒子の角運動量は減少することとなる。角運動量が奪われることで粒子はゆっくりと恒星へ向けて落下していく一方で、軌道長半径が小さくなるため軌道速度は継続的に上昇する。
title: 衝撃波
text: 主に媒質中を超音速で移動する物体の周りに発生し、媒質中の音速よりも速い速度、すなわち超音速で伝播、急速に減衰して最終的には音波(ソニックブーム)となる。
title: マッハ数
text: マッハ数は、流れ場のもつ慣性力の弾性力(流れを圧縮するのに要する力)に対する比、つまり流れ場における圧縮性の影響の程度を表しており、マッハ数が大きいほどに圧縮性の影響が増大する。このことからマッハ数は以下のような物理的意味を持っている。
title: 超音速
text: 超音速(ちょうおんそく、supersonic speed)とは、媒質中で移動する物体と媒質の相対速度が、その媒質における音速を超えること、およびその速度を指す。
title: ブラウン運動にまつわる誤解
text: 1827年(1828年説も)、イギリスの植物学者ロバート・ブラウンは、花粉を観察していた際、細かな粒子が不規則に動く現象、いわゆるブラウン運動を発見した。当初はロバートはこれを生命に由来する現象と考えたが、のちに微細な粉末なら生物に由来しなくてもこの運動が生じることも発見した。1905年にアインシュタインが媒質の熱運動による物理学的事象だと説明した。
title: 特殊相対性理論
text: しかしながらその後、エーテル仮説に対する重大な反証が得られた(マイケルソン・モーリーの実験、Michelson–Morley experiment)。エーテル仮説が正しいとすれば、地球はその公転によりエーテルに対して動いているので、地球上では公転方向に「エーテルの風」が感じられ、その影響により公転方向とそれ以外では光の速度が異なるはずであるが、実験によりそのような速度差は生じず、「エーテルの風」の風速はほぼ0であることが結論付けられたのである。
title: ポインティング・ベクトル
text: ポインティング・ベクトル(英語: Poynting vector)は電磁場の持つエネルギーの流れの密度を表す物理量である。その大きさは単位面積を単位時間あたりに通過するエネルギーとなる。考案者のジョン・ヘンリー・ポインティングからその名が取られている。 電磁波では、ポインティング・ベクトルはその進行方向を指す。そのため、名前の意味が、「指す(pointing)」であると誤解されることも多い。ただし異方性媒質では、ポインティングベクトルと電磁波の進行方向は異なる。
title: 気体
text: 気体の個々の粒子(原子や分子)を観察するテクノロジーには今のところ限界があり、それらが実際にどのように動いているのかについて理論的計算でしか示せないが、その動きはブラウン運動とは異なる。ブラウン運動では気体分子が問題の粒子と何度も衝突することで頻繁に粒子の向きが変わる。この粒子は一般に原子数百万個から数十億個の大きさであるために衝突しやすく頻繁に向きを変えるのであって、気体分子そのものはそれほど頻繁に衝突しないと考えられる。
title: 磁場閉じ込め方式
text: 磁力線があると、荷電粒子はそのまわりをらせん運動(ラーマ運動、サイクロトロン運動とも呼ばれる)をする。つまり磁力線があるとそこに荷電粒子がまきつくのでプラズマを閉じ込められるというのが磁場閉じ込め方式(磁場配位)のアイディアである。
title: 竜巻
text: メソサイクロンの周囲を回転する空気には遠心力が掛かり渦の外側に引っ張られるため、中心部の空気が薄くなって気圧が下がる。一方気圧が下がることで、気圧傾度力が働いてさらに周囲の空気を巻き込む。また、この規模の渦には地球の自転に起因するコリオリ力という力も働くため、気圧傾度力・遠心力・コリオリ力の3つの力が均衡して、低気圧としての気流の循環を維持している(このタイプの風を傾度風という)。
title: ストークス数
text: つまり、ストークス数は微粒子の終端速度と流れの代表速度の比と言うこともできる。
title: 気体分子運動論
text: また最近では 1950年代から核融合研究などに関連してプラズマの研究が盛んになった。プラズマでは荷電粒子群の行動は粒子間の衝突よりむしろ自らの作る電磁場との相互作用により支配されるので、多くの場合、局所熱平衡からも大きくはずれ、速度分布関数を用いる必要性が大きくなる。そして衝突項を0と置いた運動論的方程式と電磁場のマクスウェル方程式とを連立させたブラソフ方程式がその議論の主役を演ずる。また粒子間衝突を勘定に入れる場合でも、分子間力であるクーロン力が長い裾を引いた遠距離力であるため、通常の気体分子運動論とは様相が大きく異なる。これらプラズマ分子運動論(kinetic theory of plasma)についてはプラズマ振動などを参照。
title: 推力偏向
text: 推力偏向(すいりょくへんこう)とは、ロケットエンジンやジェットエンジン、スクリュープロペラなど、噴流ないしその反作用によって推力を得るメカニズムにおいて、噴流の向きを変えることで、推力の向きを偏向させることである。
title: レイノルズ数
text: 粒子レイノルズ数は粒子の沈降速度を決定するのに重要である。粒子レイノルズ数が層流を示す場合、ストークスの式を沈降速度の計算式として使用することができる。粒子レイノルズ数が層流を示す場合、適切な沈降速度をモデル化するために乱流抗力法(turbulent drag law)が構築される必要がある。 高分子溶液や重合体溶融物のような粘性が元々高い流れは普通は層流となる。レイノルズ数が非常に小さければ、ストークスの法則により流体の粘性を計ることができる。球が流体の中で沈降するとき、球はすぐに終末速度に達し、そこから粘性が求まる。
title: 気体分子運動論
text: まずルドルフ・クラウジウスが登場し、気体を構成する粒子は必ずしも点粒子でなく、内部自由度をもつことを比熱の議論から示した(1857年)。また圧力から推測される分子の速さ(毎秒数百メートル)が気体中の拡散速度よりはるかに大きいという批判に応えるために分子間衝突を考慮して平均自由行程の概念を導入し、気体の粘性係数などの輸送係数を議論する基礎を作った(1858年)。
title: コペルニクスの原理
text: スニヤエフ・ゼルドビッチ効果(SZ効果)は、銀河団に付随する高温プラズマによって、CMBが逆コンプトン散乱を受けてゆがむ効果のことで、プラズマの熱運動によって生じる熱的SZ効果に対し、銀河団の運動によるドップラー効果でCMBがゆがむのが運動学的SZ効果である。コペルニクスの原理が正しくないならば、運動学的SZ効果によるCMBのゆがみは、非等方的になる。
title: クーロンの法則
text: クーロンの法則(クーロンのほうそく、英語: Coulomb's law)とは、荷電粒子間に働く反発し、または引き合う力がそれぞれの電荷の積に比例し、距離の2乗に反比例すること(逆2乗の法則)を示した電磁気学の基本法則。
title: 物理学における時間
text: マクスウェル方程式が任意の慣性系(等速の基準系)に保持されていると仮定したとき、光が常に速度 c で移動すると予測されるという事実は、ガリレイの相対性原理と矛盾する。ガリレイ変換によれば、光に対して併走(または逆行)する観察者の基準系における光の速度は減少(または増加)することが予測されるからである。
title: フロギストン説
text: 一方で、アーノルド・サックレーは以下のように別の解釈をとっている。ニュートンの影響により、化学反応の際にはたらく力を定量的に求める動きが高まり、化学親和力の概念が導入された。そして、親和力の大きさから化学反応を説明しようとしたが、結果的にそこから得られるものはなかった。そこで、力の大きさではなく、より実践的に、化学的な性質を元にして反応を説明しようとする考えが起こり、その始まりとなったのがシュタールのフロギストン説であった。この動きは以後ラヴォアジエを経てドルトンの原子論に到達した。つまりフロギストン説は化学の進歩において重要な役割を果たしたとする考えである。
title: 微細構造 (原子物理学)
text: ダーウィン項 (Darwin term, Darwinian Term) は原子核の有効ポテンシャルを変える。これは電子と原子核の静電相互作用が、電子のジグザグ運動(ツィッターベヴェーグンク)や高速量子振動によって乱されていると解釈することができる。
title: プラズマ
text: ドリフトとは、磁化プラズマにおいてプラズマ粒子のサイクロトロン運動の回転中心が電磁場、温度、密度の分布によって磁力線と垂直な方向に移動することである。
title: 超壕機 TG
text: 遠心加速度(えんしんかそくど)とは、回転運動をする系において物体に加わる遠心力の大きさを加速度の形で表したもの。回転の中心からの距離の絶対値および回転運動の角速度の二乗に比例して大きくなる。すなわち、遠心加速度a は
title: チキソトロピー
text: チキソトロピー(英語:thixotropy)は、ゲルのような塑性固体とゾルのような非ニュートン液体の中間的な物質が示す性質で、粘度が時間経過とともに変化するものである。シキソトロピーとも呼称される。具体的には、剪断応力を受け続けると粘度が次第に低下し液状になる。また静止すると粘度が次第に上昇し最終的に固体状になる。剪断速度が急に変化した場合には、粘度が一定値に安定するのに時間がかかる。
title: 真空
text: 気体中で多くの分子がばらばらの速度で無秩序に飛び回っている。これを統計的に見ると定常状態ではある一定の分布を示す。これをマクスウェルの速度分布則と呼ばれる。
title: 非ニュートン流体
text: ニュートン流体に当てはまらない流体の総称を指し、この流れのことを非ニュートン流動(non-Newtonian flow)と言う。
title: 気体
text: 粒子間には引力と斥力が働いており、それが気体の力学に影響を及ぼす。物理化学ではこの力をファンデルワールス力と呼ぶ。この力は粘度や流量といった気体の物性を決定する重要な因子となる。ある条件下ではそれらの力を無視することで、実在気体を理想気体のように扱うことができる。そのような仮定の下では理想気体の状態方程式を使い、解に至る経路を大幅に単純化できる。
title: ウィズニュース
text: リチャードソン数(英: Richardson number)は浮力と慣性力の比を表す無次元量である。この値が大きい場合には自然対流による流動が支配的になる。その名はルイス・フライ・リチャードソンにちなむ。
title: 磁性
text: 物質を磁場に置くと、原子核の周囲を回っている電子は原子核との間のクーロン力に加えて磁場によるローレンツ力を受けることになる。電子の運動の方向によって、向心力が強まって電子が原子核に引き寄せられたり、逆に引き離されたりする。このため、磁場と逆向きの軌道磁気モーメントを持つ電子の磁気モーメントは強くなり、磁場と同じ方向の軌道磁気モーメントを持つ電子の磁気モーメントは弱められる(レンツの法則)。結果として、物質全体では磁場とは逆向きの磁気モーメントが生じる。
title: ケルビン・ヘルムホルツ不安定性
text: 密度や移動速度が異なる流体が接触している界面では、密度と渦度が不均一になり重力波を発生させる。界面でのこの波動が擾乱として成長すると、流体の運動が不安定化する。
title: 運動量保存の法則
text: 流体中の微小要素に運動量保存則を適用することができ、これによって得られる式を流体力学における運動量保存則とよぶ。また、特に非圧縮性流体の場合はナビエ-ストークス方程式と呼ばれ、これは流体の挙動を記述する上で重要な式である。
title: プラズマ物理
text: 磁場の大きさが磁場自身と垂直方向に変化している場合も、同じように軌道のある部分と反対側では旋回半径の大きさが異なり、やはりドリフトが起こる。また磁力線が曲がっている場合はそこを通る粒子の遠心力もドリフトに寄与する。
title: ドップラー効果
text: ドップラー効果(ドップラーこうか、英: Doppler effect)またはドップラーシフト(英: Doppler shift)とは、波(音波や電磁波など)の発生源(音源・光源など)と観測者との相対的な速度の存在によって、音と動く物体の波の周波数が異なって観測される現象をいう。
title: 円運動
text: とくに円運動は天体の運動の基本であり、ニコラウス・コペルニクスやヨハネス・ケプラーの地動説の基礎となった。円運動は地上でもしばしば観測される。たとえばひもにおもりをつけて振り回すと円軌道を描く。
title: ケルビン・ヘルムホルツ不安定性
text: ケルビン・ヘルムホルツ不安定性(ケルビン・ヘルムホルツふあんていせい、英: Kelvin–Helmholtz instability)とは、流体力学上の概念で、層を成しており各層ごとに密度の異なる流体が、お互いに異なる速度で水平運動するときに発生する、流体の不安定である。KH不安定、KHI とも呼ぶ。「ケルビン」は「ケルヴィン」とも表記する。