リニア・テック 別府 伸耕

リニア・テック（代表：別府 伸耕）の公式アカウントです．エンジニア向けの数学，物理，工学の動画セミナ＋組立キット発売中．Nobuyasu Beppu. Analog/Digital circuit, RF, MPU, FPGA, Signal processing, Web application.

[リニア・テック 別府 伸耕 @linear_tec]

【新商品】
技術者のための 本質を学ぶ物理2 「熱力学」
https://t.co/UnqPX62NA2

「エントロピーを使いこなす技術者になる」ことを目標として，熱力学の体系をゼロから丁寧に組み立てていくスタイルで解説します．熱力学は抽象的な理論ですが，アニメーションを使って具体的なイメージを養います．

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熱力学は，かなり抽象的な理論です．抽象的ということは，普遍的で強力な理論でもあるということです．化学，材料，機械，電気など，その応用範囲は多岐に渡ります．

この抽象的な話を「技術者が具体的に使う物理学」として落とし込むのに苦労しました．

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「熱力学」をようやく発売できました．

「力学」の発売後から，ずっと時間をかけて取り組んできた商品です．熱力学の体系をゼロから組み立てた上で，さらに化学や機械工学への応用まで扱います．幅広い分野の方に楽しんでいただける内容になっています．
https://t.co/UnqPX62NA2

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【新商品】
技術者のための 本質を学ぶ物理2 「熱力学」
https://t.co/UnqPX62NA2

「エントロピーを使いこなす技術者になる」ことを目標として，熱力学の体系をゼロから丁寧に組み立てていくスタイルで解説します．熱力学は抽象的な理論ですが，アニメーションを使って具体的なイメージを養います．

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●「熱」とは何？
●「温度」とは何？
●「エントロピー」の意味
●「内部エネルギ」，「エンタルピー」，「ヘルムホルツ・エネルギ」，「ギブズ・エネルギ」の使い分け
●化学への応用
●機械工学への応用

すべて網羅します．

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【新商品】
技術者のための 本質を学ぶ物理2 「熱力学」
https://t.co/UnqPX62NA2

「エントロピーを使いこなす技術者になる」ことを目標として，熱力学の体系をゼロから丁寧に組み立てていくスタイルで解説します．熱力学は抽象的な理論ですが，アニメーションを使って具体的なイメージを養います．

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熱力学は，大量の粒子（原子や分子）を含む「マクロ系」を扱うための理論です．

エンジンの中の気体，化学反応の実験で使う水溶液，半導体材料など，これらはすべて「マクロ系」です．マクロ系に共通する普遍的な性質を理解し，その挙動を予測することが熱力学の目的です．

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「力学」のセミナでは，基本的な微分・積分や線形代数の話から始めて，「微分方程式の解き方」を徹底的に解説します．

微分方程式についてしっかり理解してから学ぶ力学はとても面白いものです．ぜひその楽しさを味わってみてください．
https://t.co/olxZBIkJZy

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物理や工学の専門書をスラスラ読めるようになりたい．
そんな時は，とにかく基本的な「微分方程式」の解き方を習得するのがすべての近道です．物理で出てくる「法則」や工学で使う「設計」の式は，微分方程式そのものか微分方程式に由来するものがほとんどです．
https://t.co/olxZBIkJZy

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力学で登場する「運動方程式」は，まさに微分方程式の形で書かれています．力学には微分方程式の意味や解き方に関する重要テクニックが山ほど詰まっています．

力学は物理や工学のスタート地点ですが，それは「微分方程式の解き方を練習する場だから」という見方もできます．

[リニア・テック 別府 伸耕 @linear_tec]

電流から磁束密度を求めるには面倒な計算（ビオ・サバールの法則）が必要ですが，電流からベクトル・ポテンシャルを求める計算は単なる電流密度の積分で済みます．

よって「電流密度 → ベクトル・ポテンシャル → 磁束密度」という流れで計算するのが現実的なシミュレーション手法となります．

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「円形電流がつくるベクトル・ポテンシャル」のイメージ．実用上とても便利なベクトル・ポテンシャルですが，初めて学ぶときは具体的なイメージをつかみづらいところがあります．アニメーションを使って丁寧に解説します．

●技術者のための 本質を学ぶ物理3 「電磁気学」
https://t.co/V7awY6yv42

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このベクトル・ポテンシャルを微分すると "B = ∇ x A" より磁束密度が得られます．

こうして求めた「円形電流がつくる磁束密度」は見慣れた形ではないでしょうか？この計算を実行する数値計算プログラムについてもセミナの中で解説します．

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「動的な問題」というのは，具体的には線形の連立微分方程式の話になります．これはそのまま，シミュレーションなどのアルゴリズムに発展します．

線形代数のセミナは，後で発売する予定の「自作シミュレータを作ろう」というセミナのための準備として作ったものでした．

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「固有値と固有ベクトル」のイメージ

●技術者のための 本質を学ぶ数学2 「線形代数」
https://t.co/iaNOkLF8i2

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線形代数で習う「連立1次方程式の解法」が静的（スタティック）な問題を解く道具であるのに対して，「固有値」は動的（ダイナミック）な問題を解くための道具です．

止まっている相手よりも，動いている相手の方が面白い．固有値や固有ベクトルは，「設計」における実用的で強力な道具になります．

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「設計」という仕事の中心にあるのは「微分方程式」です．物理や工学の主役も，基本的には微分方程式です．

微分方程式を扱うために必須となる数学が微分・積分，線形代数，フーリエ解析なので，これが無いと何も始まりません．数学・物理・工学の構造はこんな感じです．

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電子回路，ロボット制御，信号処理プログラムなどを自由自在に設計したいなら，最初に「3つの数学」を押さえるのが最短経路です．幅広い分野に対応できる強力な道具です．

●微分・積分
https://t.co/6VGahlnhvC
●線形代数
https://t.co/iaNOkLF8i2
●フーリエ解析
https://t.co/nk4NmEetNJ

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1. 微分・積分で「微分方程式」の意味を理解する．
2. 様々な物理や工学の対象は「線形の微分方程式」で表される．線形代数はその理解を大いに助ける．
3. 実際に「微分方程式を解く道具」の代表がフーリエ解析．フーリエ解析を使いこなせば大抵の「設計」ができるようになる．

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ベクトル解析は，もともと複雑だった電磁気学の法則（マクスウェル方程式）を簡単にまとめるために作られた数学です．

ベクトル解析を自分の道具として使いこなすことは，電磁気学を理解する上での第一目標となります．本セミナでは，そのために必要な知識を網羅します．
https://t.co/V7awY6yv42

[リニア・テック 別府 伸耕 @linear_tec]

電子回路を設計したいなら電磁気学をマスターするのが近道です．電磁気学の法則は「ベクトル解析」という数学の言葉で書かれています．そこで，本セミナではベクトル解析を徹底的に解説するところから始めます．

●技術者のための 本質を学ぶ物理3 「電磁気学」
https://t.co/V7awY6yv42

[リニア・テック 別府 伸耕 @linear_tec]

電磁気学の理論そのものは，そこまで難しいものではありません．電磁気学がわからない，という人の大半はベクトル解析に慣れていないだけです．

ベクトル解析を十分に使いこなすことができれば，電磁気学の理論体系をとても見通し良く学び進めることができるようになります．