金属は電子回路をつくる際によく使います。その代表例が導線ですよね。鉄や銅などの金属は電気を通します。ここでは、その仕組みについて考えてみましょう。金属モデルまず、金属を拡大すると、図のように金属原子(正電荷で図では青色)と電子(負電荷で図では赤色)があります。金属原子は多少熱により振動していますが、金属原子どうしは比較的がっちり位置を固定しています。電子の方は金属内を好き勝手に移動できます。いろんなところへふらふら移動している感じです。金属に電場をかけるでは、ここに電池をつないで電場をかけてみます。すると、電子はの力を受けます(右の図の緑色矢印)。すれば運動方程式より・・・(1)となります。実際には熱によるゆらぎを考慮する必要がありますが、ここでは考えないことにします。運動方程式(1)を積分するととなります。この式から、電子は時間が経てば無限の速度を持つことになります。実際にはこのようなことは起こりそうにはありません。そこで、速度が大きくなると速くなるのを押さえる項を入れた方がいいことがわかります。そこで運動方程式(1)を・・・(2)として考えます。式(2)の定常状態(時間がすごく経ったとき)を考えると速度は一定となるので式(2)は・・・(3)となり速度は時間が経てば一定となります。実際にすべての電子は速度一定で移動していません。厳密には熱によりゆらぎながら移動しています。平均すれば式(3)のような速度で移動しています。以上のモデルから金属に流れる電流を計算します。通過する電子の数はとなります。通過する電荷量はとなります。この極限を取ったものが電流なのでとなります。すると、電位と電場の関係はなので、が導かれます。これをオームの法則といいます。ここでを抵抗といいます。抵抗は電子部品を売っている店やネットで購入することができます。PR-203抵抗はとても小さいので抵抗値を書くことはたいへんです。カラーコードというものを使って抵抗値を表現しています。20%抵抗には4本線があり、はじめの3本が数値、最後の一本が抵抗誤差を示してます。以下の様な抵抗の場合は10kΩで誤差2%です。最後に非常に簡単な物理モデルでオームの法則を導くことができました。このモデルは近似にすぎません。現象の最も重要な要素を抜き出し簡単化できるので非常に有効な考え方です。現象のエッセンスを抽出し、モデルを立てることが現象の理解のために大切であることが以上の議論からわかっていただけたかと思います。新・物理入門(駿台受験シリーズ)高校で習う物理を体系づけてまとめた参考書です。タイトルに「入門」とありますが、内容はけっして容易ではないので、物理初学者がいきなり本参考書にとりかかると挫折するのでおすすめできません。内容はきちんとまとまっているので、辞書や教科書としての使用が可能です。ここでは新・物理入門の良い点や悪い点を紹介します。橋元の物理をはじめからていねいに本書は高校物理における参考書です。本書の特長はわかりやすさにつきます。これから物理を勉強しようとする人も理解できるように書いています。初学者向きの本だといえます。ここでは、この「橋元の物理をはじめからていねいにについて」を紹介します。物理のエッセンス-力学・波動-高校物理の問題集としておすすめな参考書が「物理のエッセンス」です。物理のエッセンスくらいの問題が解けるようになっていれば、高校物理の内容は問題ないでしょう。ここでは、物理のエッセンスの使い方などを紹介します。