ルビスコくんの日記

とある博士学生の日記です。

やっとたどり着いた

一年ほど前、論文を読んでいたら「フレネルの式」という数式が出てきた。光の反射を記述した数式だということは論文に書いてあったのだが、数式の中身を見てもまったくイメージが掴めない。それまでは、わからない式が出てきても論文中の説明を丁寧に読んで考えたりネットや本で調べればなんとかなっていたのだが、今回は違った。フレネルの式について調べると、光の電磁波としての性質からそのような形になり、そしてそれは電気と磁気に関する4つの基礎方程式から導かれるということらしい。僕は大学の電磁気学はやったことがなかったから、当然そんな方程式を見てもなにもわからなかった。まあ正直、どうしても理解しなければいけない論文でもなかったので、数式を鵜呑みにして進んでもよかったのだが、それはなんかちょっと気持ち悪い感じがしたし、ちゃんと勉強したほうがいいなあーと前々から思っていたので、この際大学レベルの電磁気学を一から勉強してみることにした。

 学部一年生が最初に使うレベルの教科書(岩波書店の物理入門コース)を買ってきて、読み始めてみた。初級レベルとはいえ大学の物理となるとそこそこ高度な数学を使うので途中何度かつまづいたし、研究の方が忙しくなり勉強が中断してそのつど内容を忘れてやり直したりした。で、そんなこんなでようやく先月マクスウェル方程式に、先週フレネルの式にたどりついた。

以下、やってみた感想。

  • 「やってみれば案外できるもんだなあ!」。初級の教科書を買ったから説明は丁寧で、特に数学(主にベクトル解析)は別の教科書を買って勉強しなくても教科書中の説明で十分理解できた。こういう、ぱっと見とか印象で自分ができないと先入観を持っていることってけっこう多くて、プログラミングとか、国際学会で発表するとか、やってみればそんなに大したことない。毎日少しずつ進めていけばできるもんだ。
  • 「大学の物理ってすげえ!」。僕は高校のころ(現役のとき物理学科を受験したくらいには)物理が好きだったのだけど、高校の物理とは扱っている現象が同じだけで、奥深さが全く違う。高校物理の電磁気って、この現象はこの式で表せて、別のこの現象はこの式で・・という感じでトピック的に学習していくのだけど、大学の電磁気はその式の数を最小限に絞り込んでいく。そしてその方程式から、高校では電磁気とは別の単元だった光・波動の式さえも導き出せてしまうのだ。最初はクーロンの法則の話をしていたのに、こんなところまで話が深まるんだなって思った。

もちろん、まだまだ初級の教科書を一通り終わらせただけなので、理解が不十分なところもたくさんある。これからもちゃんと勉強します。