「物理ノート」シリーズ第2弾！　今回のテーマは「波」です。

本作は数学ガールシリーズの登場人物が、中学・高校で学ぶ物理学に挑戦する「数学ガールの物理ノート」シリーズの第2弾です。
「数学ガールの物理ノート」シリーズは、「数学ガールの秘密ノート」シリーズと同様に、どの巻からでも読めるように書かれています。高校生の「僕」と三人の数学ガールたちのトークを通して、中高生レベルの物理学を楽しく、しっかりと学ぶことができます。

本書のテーマは、高校の物理で学ぶ「波（波動）」です。

水の表面に見られる波、空気の振動が伝わる音波、地震の振動が伝わる地震波など、「波」は私たちの生活に当たり前のように存在します。でも学習者にとって、その身近なはずの「波」をきちんと理解することは意外に難しいものです。特に、波を適切に表現するためには三角関数の知識が欠かせません。cosやsinに慣れ親しんでいないと、何をやっているのかまったくわからなくなるのです。
本書では、登場人物たちの対話を通して、波に関する知識を一つ一つていねいに学んでいきます。単に知識を暗記するだけではなく「なるほど、そういうことか」と納得しながら理解を深めていきます。
本書を通して、物理学で苦手とする人が多い「波」をつかんでいきましょう。中学・高校生はもちろんのこと、物理学を学び直したいという大学生から社会人までぴったりの一冊です。

●新シリーズ「数学ガールの物理ノート」について
「数学ガールの物理ノート」は、中学～高校向けの物理学を対話形式で楽しく学ぶ新しいシリーズです。第1弾「ニュートン力学」、第2弾「波の重ね合わせ」に引き続き、電磁気・熱など、中学・高校で学ぶ物理学の内容を含む巻を予定しています。

【目次】
第1章　波とは何か
第2章　波を表す式とグラフ
第3章　波を重ねる
第4章　光を求めて
第5章　フーリエ展開

第1章「波とは何か」では、波の基本を学びます。海の波、音の波、地震の波などを例にとり、波が持つ性質について調べていきます。また、二種類のグラフを使って具体的に波を表す練習をしながら、中学生のユーリの素朴な質問に答える中で、私たちは意外に波について知らないということを実感します。第1章では、波の性質、媒質、波長、周期、波の進む速さなどを学びます。

第2章「波を表す式とグラフ」では、波を表すのに三角関数をどう使うかを学びます。具体的なグラフをたくさん描いて「波の式」を調べ、三角関数を使った式も決して難しくないことを確かめます。第2章では、ラジアンで表す角度、cosとsinの定義、波の式、波の重ね合わせなどを学びます。

第3章「波を重ねる」では、複数の波を重ねるとどんな形になるかを学びます。雰囲気で理解するのではなく、数式を使ってしっかりと理解し、三角関数の計算が何を意味しているかをつかみます。第3章では、横波と縦波、合成波、三角関数の加法定理、和積公式、定常波、振動数などを学びます。

第4章「光を求めて」では、救急車のサイレンの音程が変化するドップラー効果の仕組みを知り、音や光で観察される物理現象が数学でどのように表現できるかを体験します。第4章では、光についての歴史的な議論、光の屈折、ホイヘンスの原理、ヤングの実験、光電効果などを学びます。

第5章「フーリエ展開」では、三角形の積和公式、三角関数の積分、偶関数、奇関数などの計算を紹介します。そしてフーリエ展開はフーリエ係数で重み付けした三角関数の和で関数を表すことを確認して本書を閉じます。