クエリ: 発見したイギリスの物理学者の名前がついた、「バネの伸びは、バネを引っ張る力に比例する」という法則を何という?
文章: 結合定数 (物理学) 例えば、一端が壁に固定されたフックの法則に従うバネ係数 k のバネに接続された物体の例を挙げれば、ラグランジュ関数は である。バネ係数 k が相互作用項における比例係数であり、これがこの力学系における結合定数である。バネ係数は物体の壁との結びつき(相互作用)の強さを表す量である。バネ係数がゼロの極限では、物体は壁とのつながりが切れて、自由な運動を行う。一方、バネ係数が無限大の極限では、物体は壁と完全に固定され、動くことができない。 例えば、電磁相互作用の結合定数として有名な微細構造定数は
文章: ピン止め効果 その状態で超伝導に転移させると、ひずみや不純物には磁束が侵入したままになる。あるいは、外力によって超伝導状態の第二種超伝導体を磁石に近づけて、磁石の磁束を超伝導体内部に押し込み、磁束を侵入させる。超伝導体部分ではマイスナー効果により磁場は排除され、侵入している磁束はピン止め効果によって一定位置に拘束される。このとき磁束量子同士はマクスウェルの応力により退け合い、欠陥など他の寄与がなければ三角格子状に整列する(アブリコソフ格子)。その後再び大きな外力の加えられるまでは、超伝導体に拘束された磁束によって、磁石と超伝導体の間の距離が一定範囲に保たれる。超伝導体の上に磁石が浮上、または磁石の上に超伝導体が浮上して静止している現象(超伝導磁気浮上)は、しばしばその原理がマイスナー効果による磁束を退ける力だけであると誤解されることがある。 文章: レンツの法則 レンツの法則とは、19世紀のロシアの物理学者、ハインリヒ・レンツによって発見された電磁誘導に関する法則のこと。 何らかの原因によって誘導電流が発生する場合、電流の流れる方向は誘導電流の原因を妨げる方向と一致するというもの。例えばコイルに軸方向から棒磁石を近づけると誘導電流が流れる。コイルに電流が流れると磁場が生じるが、この磁場はレンツの法則が示唆する向き、すなわち棒磁石の接近を妨げる向きとなる。 文章: 逆2乗の法則 逆2乗の法則(ぎゃくにじょうのほうそく、英: inverse square law)とは、物理量の大きさがその発生源からの距離の2乗に反比例するという法則である。 逆2乗とは2乗の逆数のことであり、この法則はしばしば、ある物理量の大きさがその発生源からの距離の逆2乗に比例する、という形でも述べられる。逆2乗の法則はしばしば短縮して逆2乗則とも呼ばれる。 逆2乗の法則は冪乗則の一種であり、様々な物理現象の中に見出すことができる。以下の節では自然科学と物理学の歴史の中で特に重要な例について述べる。逆2乗の法則の発見により、物理学者は何らかの変化を認めたとき、その発生源と発生源との距離の関係を調べ、それらが逆2乗の法則に当てはまるかどうかに関心を持つようになった。 文章: ビオ・サバールの法則 ビオ・サバールの法則とは電流の存在によってその周りに生じる磁場を計算する為の電磁気学における法則である。この法則は静電場に対するクーロンの法則に対応する。 この法則によって磁場は距離、方向、およびその電流の大きさなどに依存することが論じられる。この法則は静的な近似の元ではアンペールの法則および磁場に対するガウスの法則と同等である。 1820年にフランスの物理学者ジャン=バティスト・ビオとフェリックス・サヴァールによって発見された。 文章: スティーヴンスのべき法則 ここで、 I {\displaystyle I} は物理的刺激の強さ、 ψ ( I ) {\displaystyle \psi (I)} は刺激とそれによる感覚の強さを関係付ける精神物理的関数、 a {\displaystyle a} は刺激の種類によって決まる指数、 k {\displaystyle k} は刺激の種類と使用する単位によって決まる比例定数である。 文章: 可変ピッチプロペラ (航空) 定速プロペラの最初の試みは、遠心力で動作する機構で駆動されるもので、カウンターウェイトプロペラと呼ばれた。この動作は、ジェームズ・ワットが蒸気機関の速度を制限するために用いた遠心調速機と同様である。バネで保持された偏心錘がスピナーの近くないし内部に置かれている。プロペラが所定の回転数に達すると、遠心力によって錘が外側に振り出され、この動きがプロペラのピッチを急にするように捻る機構を駆動する。プロペラが遅くなり、バネが錘を引き戻すのに十分なだけ回転数が下がると、ピッチが緩やかなようにプロペラの角度が変更される。 多くのCSUはプロペラのピッチを制御するために油圧を使用している。一般的に、単発機の定速装置ではピッチを大きくするために油圧を使用している。CSUが故障した場合、プロペラは自動的にピッチが小さい状態に戻り、航空機を低速で扱えるようにする。これに対して、多発機ではCSUは一般的にピッチを小さくするために油圧を使用している。この場合、CSUが故障した際にはプロペラは自動的にフェザリング状態となり、航空機が残った正常なエンジンで飛行を継続する間、抗力を減少させる。「フェザリング解除蓄圧機」は、飛行中にエンジン再始動できたときに小さなプロペラピッチに戻すのに使用される。 単発機での動作は以下の通り:作動油がプロペラシャフトを通じて圧送され、ピッチを変更するための機構を駆動するピストンを押す。作動油の流量とピッチは、調速バネ、調速錘およびパイロットバルブ(英語版)で構成される調速機によって制御される。バネの圧縮力は、回転数を設定するプロペラ制御レバーによって設定される。調速機は、エンジンが回転過剰ないし回転不足になる状況が発生するまでこの回転数を維持する。回転過剰になる状況が発生すると、プロペラは所望の回転数よりも速く回転し始める。これは航空機が降下して対気速度が増加したときに発生する。調速錘は、遠心力によって外向きに引っ張られ、調速バネをさらに圧縮する。このような状態では、ピストンが先行弁を開いてリザーバータンクからハブに向かって作動油が流れるように前進する。この油圧の増大がプロペラのピッチ角を増大させることで所望の値まで回転数が低下する。反対に航空機が上昇して対気速度が減少すると回転不足の状況となり、上記と逆の動作が行われる。これらの過程は飛行中を通して頻繁に行われる。 文章: ロンドン方程式 超伝導体の電流密度 j {\displaystyle {\boldsymbol {\mathit {j}}}} が磁場のベクトルポテンシャル A {\displaystyle {\boldsymbol {\mathit {A}}}} に比例すると仮定する。(太字はベクトルを表す。)ここで B = ∇ × A {\displaystyle {\boldsymbol {\mathit {B}}}=\nabla \times {\boldsymbol {\mathit {A}}}} とし、 比例定数を - 1 μ 0 λ 2 {\displaystyle -{\frac {1}{\mu _{0}\lambda ^{2}}}} とする。(∇についてはナブラを参照のこと。)となる。これがロンドン方程式である。両辺にrotをとって、のようにも表される。マクスウェルの方程式により、両辺にrotをとって 文章: ボイルの法則 ボイルの法則とは、一定の温度の下での気体の体積が圧力に反比例することを主張する法則である。1662年にロバート・ボイルにより示された。この法則は、充分に圧力が低い領域において成り立つ近似法則である。 文章: ガウスの法則 ガウスの法則(ガウスのほうそく、英: Gauss' law)とは、カール・フリードリヒ・ガウスが1835年に発見し、1867年に発表した電荷と電場の関係をあらわす方程式である。この式はジェームズ・クラーク・マクスウェルにより数学的に整備され、マクスウェルの方程式の1つとなった。電気におけるアンペールの法則とみなすこともできる。ここでの単位のガウスは、磁束密度の単位であり、電場を扱うこの法則とは全く関係がない。 文章: アボガドロ定数 定数の名称は、イタリア出身の化学者、アメデオ・アヴォガドロにちなんだものである。アヴォガドロは、気体の体積は(同一の気圧かつ同一の温度の下では)気体の種類に関わらずそれに含まれる原子または分子の数に比例することを1811年に初めて発見した(アボガドロの法則)。1909年、フランスの物理学者であるジャン・ペランがアヴォガドロにちなんで定数の名前を付けることを提案した。ペランは、いくつかの異なる方法でアボガドロ定数を決定した業績により、1926年にノーベル物理学賞を受賞した。 アボガドロ定数の値は、ドイツの物理学者、ヨハン・ロシュミットによって初めて示された。彼は1865年に、与えられた体積の気体中の粒子の数を計算することと等価の方法によって、空気中の分子の平均直径を推定した。この値、理想気体中の粒子の数密度 n0 は、彼の名前をつけて現在はロシュミット数と呼ばれており、アボガドロ定数 NA とは次の関係がある。 ここで、p0 は圧力、 R は気体定数、 T0 は絶対温度である。ロシュミット数との関連は、アボガドロ定数に使用されることがある記号 L の起源であり、ドイツ語圏においてはアボガドロ定数のことも「ロシュミット数」と呼ぶことがあり、つける単位によって区別をする。 文章: フーコーの振り子 イギリスの物理学者、チャールズ・ホイートストンは、レオン・フーコーによる振り子を使った地球の自転の証明方法についての補足を1851年に発表した。フーコーの振り子が地球の自転の証明であることへの根本的な疑い、および観察地点の緯度により振動面の回転速度が異なるという「フーコーの正弦則」の説明の難解な点に応えた内容であった。この論文の中でホイートストンは、「ばね」を使った装置を提示した。 装置は、円形のターンテーブルに、半円形のアーチ状のスライダーがターンテーブルの直径方向にままたぐように取り付けられている。ばねはスライダーとターンテーブルの中心点の間を接続するように取り付けられている。バネを横方向に引っ張ると振動し、振動面がターンテーブルを回したときの状況を観察できる。 ばねがターンテーブルの面に対して垂直に立っているとき、ばねを横振動させてターンテーブルを回転させ、ターンテーブルの直上から観察すると、ターンテーブルが回っていても振動面は変化しない。ターンテーブル上にある視点から見ると、ばねの振動面はターンテーブルの回転速度と同じ速度で、ターンテーブルの向きとは逆の向きで回転しているように見える。これは極点でのフーコーの振り子の動作に一致する。 文章: 相似則 力学における相似則(そうじそく、英: law of similarity (similitude), similarity rule)とは、複数の、ある意味で相似な系における物理量の比が系の大きさによらないある一定値をとるという法則である。たとえば物理現象の基礎方程式が線形の場合、入力と出力は比例し、その比は一定になる。 文章: シュテファン=ボルツマンの法則 シュテファン=ボルツマンの法則(シュテファンボルツマンのほうそく、英語: StefanBoltzmann law)は、熱輻射により黒体から放出される電磁波のエネルギーと温度の関係を表した物理法則である。ヨーゼフ・シュテファンが1879年に実験的に明らかにし、弟子のルートヴィッヒ・ボルツマンが1884年に理論的な証明を与えた。「ステファン」のカナ表記、呼称も用いられる。この法則によると、熱輻射により黒体から放出されるエネルギーは熱力学温度の4乗に比例する。 放射発散度を I、熱力学温度を T とすればI = σ T 4 {\displaystyle I=\sigma T^{4}}という関係が成り立つ。放射発散度と熱力学温度の関係として表した時の比例係数 σ はシュテファン=ボルツマン定数と呼ばれる。現実の物体は黒体であるとは限らない。その場合は 0 ε 1 の係数を用いて 文章: ジョン・レナード=ジョーンズ サー・ジョン・ エドワード・レナード=ジョーンズ KBE, FRS(John Edward Lennard-Jones、1894年10月27日 - 1954年11月1日)は、イギリスの数学者、理論化学者である。ブリストル大学の理論物理学の教授、後にケンブリッジ大学の理論科学の教授を務めた。現代計算化学の創始者と見なされている。レナード=ジョーンズは、科学者の間において分子構造、原子価、分子間力に関する業績でよく知られている。これらのテーマに関する多くの研究は、レナード=ジョーンズが1929年に発表した論文から成長していった。液体および表面触媒に関する彼の理論もまた今でも影響力が大きい。レナード=ジョーンズが発表した論文は少ないが、それらの影響力は大きい。 文章: 相同組換え 1900年代初頭、ウィリアム・ベイトソンとレジナルド・パネット(英語版)は、グレゴール・メンデルが1860年代に記した遺伝法則の1つに例外が存在することを発見した。ベイトソンとパネットは、形質が親から子へ受け継がれる際に各形質は独立して分配される(独立の法則、例えばネコの毛色と尾の長さは互いに独立して遺伝する)としていたメンデルの考えとは異なり、身体的形質と関係した複数の遺伝子は共に遺伝する(遺伝的連鎖)ことを示した。1911年トーマス・ハント・モーガンは、通常連鎖して遺伝する形質も時には個別に遺伝することがあることを観察し、こうした現象は連鎖した遺伝子間で乗換え(crossover)、すなわち連鎖した遺伝子うちの1つが物理的に異なる染色体へ乗り換えることによって起きていると示唆した。