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物体の大きさが変化した際、表面積は2乗に、体積は3乗に比例して増減する物理的性質。

生物の巨大化に伴う体重支持の限界や、熱放散の効率変化を説明する際に用いられる。

航空機の設計やナノテクノロジーなど、工学分野のスケールメリット評価にも重要である。

統計力学において、孤立系のエントロピーが増大し、平衡状態へ向かうことを示す定理。

ルートヴィッヒ・ボルツマンが提唱し、微視的な可逆性と巨視的な不可逆性を結びつけた。

H関数の値が時間とともに減少することを示し、熱力学第二法則の微視的根拠となった。

非広範統計力学において導入された、通常のガウス分布を一般化した確率分布。

パラメータqの値によって形状が変化し、q=1のときは通常のガウス分布に一致する。

金融市場の価格変動や物理学の複雑系など、裾の重い分布を持つ現象の記述に用いられる。

理論物理学において、特定の量子論でベクトル型の大域的対称性が自発的に破れないことを示す定理。

クムラン・ヴァファとエドワード・ウィッテンにより、1984年に提唱された。

量子色力学におけるフレーバー対称性の維持などを数学的に裏付ける重要な役割を果たしている。

非平衡統計力学において、エントロピー生成の確率分布に関する等式。

微小な系ではエントロピーが一時的に減少する現象も起こりうることを定量化した。

熱力学第二法則を微視的な視点から一般化した、現代物理学の重要な理論である。

電磁場がゼロの領域でも、電磁ポテンシャルがあれば電子の位相が変化する現象。

古典力学では説明できない、ポテンシャルの物理的な実在性を示す量子力学の定理。

1959年に提唱され、その後の精密な実験によって実証された。

同温・同圧・同体積の全ての気体には、種類を問わず同じ数の分子が含まれる法則。

物質量（モル）の概念の基礎となり、化学反応の定量的理解に不可欠である。

1811年にアメデオ・アボガドロによって提唱され、近代化学の礎となった。

流体中の物体は、それが押しのけた流体の重さに等しい浮力を受けるという原理。

物体の密度が流体より小さければ浮き、大きければ沈むことを物理的に説明する。

船の設計や比重の測定など、工学や理学の幅広い分野で基礎として利用される。

球面鏡において、特定の2点を通る光が反射する鏡面上の点を求める幾何学の問題。

4次方程式に帰着される難問であり、11世紀の物理学者アルハゼンが解法を試みた。

光学における反射の解析だけでなく、ビリヤードの軌道計算などにも関連する。

電流とその周囲に発生する磁場との関係を数学的に記述した電磁気学の法則。

閉じた経路に沿った磁場の積分は、その中を貫く電流の総量に比例する。

マクスウェル方程式の基礎の一つであり、電磁石やモーターの設計に不可欠である。

静止した点電荷の集まりだけでは、他の電荷を安定して空中に静止させられないという定理。

逆二乗則に従う力のみでは、ポテンシャルの極小点を作ることができないことに由来する。

磁気浮上を実現するには、反磁性体や動的な制御が必要であることを示唆している。

量子力学において、対称性操作がユニタリ演算子または反ユニタリ演算子で表されるという定理。

物理系の対称性と、ヒルベルト空間上の演算子の性質を数学的に結びつけた。

物理法則の不変性を議論する上での基礎であり、群論の応用において極めて重要である。

信号のエネルギーを時間と周波数の両方の関数として記述する時間周波数分布。

量子力学の相空間分布を古典的な信号処理に応用したもので、高い解像度を持つ。

非定常信号の解析に用いられるが、干渉項（クロス項）が生じるという課題もある。

中性子照射などにより、結晶格子中の原子が本来の位置から弾き飛ばされる現象。

弾き飛ばされた原子が蓄積する「ウィグナー・エネルギー」は、発熱や変形の原因となる。

原子炉の安全管理において、黒炭減速材の劣化を防ぐために考慮すべき重要な要素。

ランダム行列の固有値密度が、行列のサイズを大きくすると半円状の分布になるという法則。

重い原子核のエネルギー準位の統計的性質を説明するために導入された。

現代では数理統計学や通信工学、複雑ネットワークの解析など多方面で応用されている。

量子力学において、球面テンソル演算子の行列要素を幾何学的成分と物理的成分に分離する定理。

複雑な計算をクレブシュ・ゴルダン係数を用いて簡略化することを可能にする。

角運動量の合成や、原子・分子のスペクトル解析において不可欠な道具である。

金属において、熱伝導率と電気伝導率の比が温度に比例するという物理法則。

金属中の熱と電気の両方を電子が運んでいることを示唆しており、自由電子モデルを支持する。

低温域などでは不成立となる場合もあるが、多くの金属の性質を簡潔に記述できる。

定常確率過程のパワースペクトル密度が、自己相関関数のフーリエ変換に等しいという定理。

時間領域の相関と周波数領域のエネルギー分布を直接結びつける、信号解析の基本原理。

通信工学や統計力学において、ノイズの性質やシステムの応答を評価する際に使われる。

統計力学のイジング模型などのシミュレーションで、スピンの集団を一度に反転させる手法。

相転移付近で計算効率が著しく低下する「臨界スローイングダウン」を劇的に改善する。

クラスター形成アルゴリズムの一種であり、モンテカルロ法の精度向上に貢献した。

加速運動をする観測者には、何もない真空が熱い粒子の海（熱浴）に見えるという現象。

相対論と量子力学を組み合わせた結果導かれ、観測者の運動状態により真空が変化することを示す。

ホーキング放射とも密接に関連しており、現代物理学の基本原理を探る上で重要である。

ウーゾなどのリキュールに水を加えると、透明な液体が突如として白濁する現象。

水に溶けにくい精油成分が、界面活性剤なしで微細な油滴として安定して分散するために起こる。

化粧品や薬品の製造において、乳化剤を使わない新しい乳化技術として応用が期待される。

加熱されたフィラメントから電子が放出される現象。熱電子放出とも呼ばれる。

エジソンが電球の改良中に発見し、後の真空管の発明へと繋がる重要な物理現象。

電子工学の幕開けを告げる発見であり、初期のラジオやテレビの技術基盤となった。

磁場中にある導体に電流を流した際、電流と磁場の両方に垂直な方向に温度差が生じる現象。

ホール効果の熱版とも言える現象であり、電子が磁場によって曲げられる際に熱を運ぶ。

熱電変換素子の効率向上や、固体物理学における輸送現象の研究に用いられる。

液体の表面張力と温度の関係を記述した経験則。

温度が上昇するにつれて表面張力は減少し、臨界温度においてゼロになることを示す。

物質の分子量や密度から表面張力を推定する際に利用される、物理化学の法則。

孤立した系において、エネルギーの総量は形が変わっても常に一定であるという法則。

熱、光、運動、電気など、エネルギーは相互に変換されるが、消滅したり生成したりしない。

物理学の最も根本的な原理の一つであり、あらゆる科学技術の設計の基礎となっている。

熱平衡状態にある系において、エネルギーが各自由度に均等に配分されるという統計力学の法則。

理想気体の比熱などを説明する基礎となり、温度と分子運動の関係を明確にした。

古典力学の範囲で成立するが、低温域での量子効果による不一致が量子論への端緒となった。

ゲージ理論において、局所的なゲージ対称性は自発的に破れることがないという定理。

ゲージ不変な観測量のみが物理的な意味を持ち、非不変な量は期待値がゼロになる。

格子ゲージ理論や相転移の理論において、系の性質を正しく理解するための基礎となる。

長時間における時間平均が、系全体の空間平均（アンサンブル平均）と一致することを示す定理。

個々の粒子の複雑な動きを追わなくても、統計的な手法で全体の性質を記述できる根拠となる。

統計力学の基礎を支える数学的理論であり、カオス理論や情報理論にも深く関わっている。

残像の大きさが、投影される面までの距離に比例して変化して見える現象。

網膜上の像の大きさが一定でも、遠くを見るほど対象が大きく知覚される。

視覚心理学における大きさの恒常性を説明する代表的な法則である。

量子力学における演算子の期待値が、古典力学の運動方程式に従うことを示す定理。

ミクロな量子力学とマクロな古典力学の対応関係を数学的に証明している。

シュレーディンガー方程式からニュートンの運動方程式を導出する際に用いられる。

ベクトル場の発散を体積積分すると、その境界での表面フラックスに等しくなる定理。

一般に「発散定理」として知られ、電磁気学や流体力学の基本法則を記述する。

ガウスの法則を数学的に定式化したものであり、物理学の広範な分野で使われる。

非平衡統計力学において、異なる熱力学的流れと力の間の応答係数が対称であることを示す定理。

微視的な可逆性が、マクロな不可逆過程の係数に反映されることを数学的に証明した。

この功績により、ラルス・オンサーガーは1968年にノーベル化学賞を受賞している。

磁気共鳴において、電子スピンの飽和が核スピンの配向に影響を与え、信号を増大させる現象。

核磁気共鳴（NMR）の感度を劇的に向上させることが可能になる。

タンパク質の構造解析や、高感度な磁気測定技術であるDNPなどに広く応用されている。

ロケットが高速で移動している時にエンジンを噴射すると、より効率的にエネルギーを得られる現象。

重力井戸の深い場所、つまり惑星の近くで加速することで軌道変更の効率が最大化される。

恒星間航行や惑星探査機のスイングバイ計画において、極めて重要な理論である。

電気回路において、導体を流れる電流が電圧に比例し、抵抗に反比例するという法則。

電気工学の最も基本的かつ重要な法則であり、回路設計のあらゆる場面で利用される。

1827年にゲオルク・オームによって発表され、単位の名称にもその名が残っている。

光ファイバーにおいて、ガラスの不純物を取り除くことで光の減衰を抑えられるという法則。

チャールズ・カオが提唱し、長距離光通信の実現可能性を理論的に証明した。

この功績により、カオは2009年にノーベル物理学賞を受賞している。

真空中において、非常に接近した2枚の金属板の間に微小な引き合う力が働く物理現象。

真空は空ではなく、量子的なゆらぎが存在することを実験的に証明している。

ナノテクノロジーにおける微小機械の設計において、摩擦や吸着の原因として考慮される。

励起された分子が光を放出する際、常に最も低い励起状態から遷移が起きるという法則。

高いエネルギー状態に励起されても、熱振動によって速やかに最低励起状態へ失活する。

蛍光やリン光の波長が、吸収された光の波長によらず一定である理由を説明する。

弾性体のひずみエネルギーを荷重で偏微分すると、その点での変位が求められるという定理。

構造力学や土木工学において、複雑な構造物の変形を計算するための強力な手法である。

エネルギー原理に基づいた解析手法として、橋梁や建築物の設計に広く応用されている。

立ち上がる光の波（定在波）によって、電子のビームが回折される物理現象。

光を格子として利用し、粒子の性質を持つ電子が波のように振る舞うことを示している。

レーザー技術の発展により実験的に観測され、量子力学の基本原理を検証する手段となった。

熱機関の効率には理論上の限界があり、それは熱源の温度のみで決まるという定理。

いかなる熱機関も、可逆なカルノーサイクル以上の効率を持つことはできない。

熱力学第二法則の基礎となり、エネルギー変換の限界を理解する上で極めて重要である。

2種類の金属を接合して加熱した際、拡散速度の差によって接合面が移動する現象。

原子の移動に伴い、拡散が速い側に微細な空孔（カーケンドール・ボイド）が形成される。

半導体パッケージの信頼性低下の原因となる一方で、中空ナノ粒子の合成手法としても利用される。

電場をかけることで、物質の屈折率が変化する光学的な現象。

電場の強さの2乗に比例して変化し、光の位相を高速で制御することが可能になる。

光通信の変調器や高速シャッター、レーザー技術など、現代の光学デバイスに欠かせない原理である。

放射性元素のアルファ崩壊において、崩壊定数と放出される粒子のエネルギーの間の関係式。

エネルギーが高いほど、半減期が極めて短くなるという指数関数的な相関を示す。

量子力学のトンネル効果を用いることで、理論的に説明することが可能である。

電荷の分布とその周囲に生じる電場の関係を記述する、電磁気学の基本法則。

ある閉曲面を貫く電束の総量は、内部にある全電荷量に比例することを示している。

マクスウェル方程式の一つであり、静電場の計算を簡略化するための強力な道具となる。

現象の対称性は、その原因となる作用の対称性よりも低くなることはないという物理学の原理。

原因に存在する対称性は結果にも保存されるが、結果には原因にない対称性が現れることもある。

結晶物理学や相転移の理論において、系の挙動を予測するための指針となる。

常磁性体の磁化率が、絶対温度に反比例するという物理法則。

温度が上がると熱運動が激しくなり、磁気モーメントの整列が乱されることを示している。

ピエール・キュリーによって発見され、磁性体の温度依存性を理解するための基礎的な式である。

強磁性体がキュリー温度以上の高温領域で示す、磁化率の温度変化に関する法則。

キュリーの法則を拡張し、分子場による相互作用を考慮した形式となっている。

相転移点近傍での物質の挙動を記述し、磁性材料の研究において広く用いられる。

電気回路の電流保存（第1法則）と電圧の均衡（第2法則）を定めた基本法則。

回路解析の基礎であり、複雑なネットワーク内の電流や電圧を計算するために必須となる。

また、熱放射において吸収率と放射率が等しいという同名の法則も存在する。

流体中を移動する物体に働く揚力は、流体の密度と速度、循環の積に等しいという定理。

航空機の翼に発生する揚力を計算するための基礎的な理論として知られる。

二次元の非粘性不可圧縮流れにおいて、翼の形状に関わらず成立する。

熱力学において、可逆サイクルでの熱量と温度の比の積分が零になるという定理。

不可逆サイクルの場合はこの値が負になり、エントロピー増大の法則を導く。

ルドルフ・クラウジウスによって提唱され、熱力学第二法則を数式化した。

微小な系において、ある過程とその逆過程の発生確率の比に関する物理法則。

非平衡状態におけるエントロピー生成と自由エネルギー変化を直接結びつける。

熱力学第二法則を微視的な視点から精密化したものと位置づけられる。

2つの点電荷の間に働く力は、電荷の積に比例し、距離の2乗に反比例するという法則。

電磁気学の最も基礎的な法則の一つであり、静電気力の性質を記述する。

シャルル・ド・クーロンによって実験的に導かれ、万有引力の法則と似た形式を持つ。

色彩工学において、色の混合に関する線形性を記述した3つの法則。

また言語学では、古代ギリシャ語等で気音を伴う音が連続する際に一方が非気音化する現象。

物理学者のヘルマン・グラスマンによって、全く異なる2つの分野で提唱された。

統計力学のイジング模型において、スピン間の相関関数に関する不等式を与える定理。

強磁性的な相互作用がある系で、相関が特定の条件下で単調に増加することを示す。

相転移の存在や臨界現象の解析において重要な数学的基礎となっている。

津波が浅瀬に近づく際、水深の減少に伴って波高が急激に増大することを記述する法則。

波高は水深の4分の1乗に反比例するという関係式で表される。

海岸付近での津波被害の予測や防災計画において極めて重要な知見である。

気体の拡散や噴出の速度は、その気体の密度の平方根に反比例するという法則。

軽い分子ほど速く動き、重い分子ほどゆっくり動くことを定量的に示した。

トマス・グレアムによって発見され、混合気体の分離技術などに利用されている。

未整列のデータベースから特定のデータを探索する、量子コンピュータ向けのアルゴリズム。

古典的な探索がN回必要なのに対し、√N回の試行で目的のデータを見つけ出せる。

量子状態の振幅を増幅させる手法を用いており、暗号解読などへの応用が期待される。

惑星の運動に関する3つの法則で、楕円軌道、面積速度一定、周期の法則からなる。

ヨハネス・ケプラーがティコ・ブラーエの観測データを解析して発見した。

天動説を完全に否定し、後にニュートンが万有引力の法則を導く基礎となった。

非粘性の理想流体において、閉曲線に沿った循環は時間が経過しても変化しないという定理。

流体中の渦の強さが保存されることを示し、流体運動の解析に不可欠な知見である。

ケルビン卿（ウィリアム・トムソン）によって定式化された。

気体の体積が一定の時、圧力は絶対温度に比例するという法則。

または、気体反応において反応物と生成物の体積が簡単な整数比になるという法則。

ジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサックによって発見され、理想気体の状態方程式の基礎となった。

量子場理論において、相互作用のない系の基底状態が相互作用のある系の基底状態へ繋がる条件を示す定理。

断熱的に相互作用を導入することで、摂動論的な計算が可能になる数学的根拠を与える。

マレー・ゲルマンとフランシス・ロウによって1951年に発表された。

噴流（流体の流れ）が、近くの凸状の壁面に引き寄せられ、面に沿って流れる現象。

粘性によって周囲の流体を巻き込み、圧力が下がることで壁に吸い寄せられる。

航空機の揚力向上や、空調機の気流制御、文房具の設計などに広く応用されている。

物質の旋光度や円二色性が、吸収帯の近くで波長に応じて急激に変化する現象。

物質の立体構造や電子状態を反映するため、有機化合物の構造解析に利用される。

フランスの物理学者エメ・コットンによって発見された。

地球や人類は宇宙において特別な場所に位置しているわけではないという宇宙論的原則。

天動説から地動説への転換を象徴し、現代の宇宙物理学の前提となっている。

観測される宇宙の性質は、場所や方向に依存せず一様であるという考え方を支える。

電流によって発生する熱量や気体の内部エネルギーに関する物理法則。

抵抗に電流を流した際の熱量は電流の2乗と抵抗、時間に比例する。

電気機器の設計や熱力学の基礎として広く利用されている。

外部と熱のやり取りをせずに気体を膨張させた際、温度が変化する現象。

分子間力の影響により、多くの気体は常温で膨張させると温度が下がる。

天然ガスの液化や冷蔵庫の冷却原理などに広く応用されている。

薄い絶縁体を挟んだ2つの超伝導体間に、電圧なしで電流が流れる現象。

トンネル効果の一種であり、磁場に対して非常に敏感に反応する。

精密な磁気測定を行うSQUIDや電圧標準の定義に用いられる。

定常的な無衝突系において、分布関数は運動の恒量のみの関数であるという定理。

銀河の力学構造を解析する際に、星の分布を記述する基礎として用いられる。

天体物理学における統計力学的なアプローチの根幹をなす。

物体の大きさが変化した際、物理的な性質や性能が単純な比率で変化しない現象。

表面積と体積の比率の変化により、強度や熱伝導率などが影響を受ける。

航空機の設計や船舶の模型実験、生物の形態進化などの説明に用いられる。

外部電場によって原子や分子のスペクトル線が分裂したり移動したりする現象。

電場が電子のエネルギー準位を変化させることで発生する。

天体の電場測定や、レーザー分光法による物質の構造解析に利用される。

物理的な刺激の強さと、人間が感じる感覚の強さの関係を示す心理物理学の法則。

感覚量は刺激量のべき乗に比例するというもので、フェヒナーの法則を改良した。

音の大きさや光の明るさなど、多様な感覚の定量的評価に用いられる。

アモルファスシリコンに光を照射し続けると、電気伝導度が低下する現象。

光によって材料内部に欠陥が生じることが原因と考えられている。

太陽電池の長期的な変換効率低下を招く要因として、材料開発の課題となっている。

周期的または瞬間的な光の照射により、動いている物体が静止や逆回転して見える現象。

物体の動きと光の点滅周期が同期することで発生する視覚的な錯覚である。

回転機器の速度測定や、映像作品における特殊効果として利用される。

ベクトル場の回転の積分を、その境界における線積分に関連付ける微積分学の定理。

3次元空間における線積分と面積分の関係を一般化したものである。

電磁気学のマクスウェル方程式を記述する際など、物理学で極めて重要となる。

光や波が異なる媒体の境界で屈折する際の、入射角と屈折角の関係を示す法則。

各媒体の屈折率と角度の正弦（サイン）の積が一定であることを示す。

レンズの設計や光ファイバーの通信原理など、光学の最も基本的な法則の一つ。

電流を流した際、電子のスピンの向きに応じて移動方向が分かれ、側面にスピンが蓄積する現象。

外部磁場を必要とせず、スピン軌道相互作用によって発生する。

次世代の低消費電力デバイスであるスピントロニクスの基幹技術として期待される。

粒子のスピンの値によって、その粒子が従う統計性が決まるという量子力学の定理。

整数スピンの粒子はボース統計に、半整数スピンの粒子はフェルミ統計に従う。

パウリの排他原理の根拠であり、物質の安定性や超流動などを説明する。

宇宙線が地球の雲の形成に影響を与え、気候を変動させるという仮説。

宇宙線が空気分子をイオン化し、それが雲の核となって雲量を増やすとされる。

太陽活動と地球温暖化の関係を説明する理論の一つだが、科学的な議論が続いている。

天体などの物体が放射するエネルギーを、波長や周波数ごとに示した分布。

天体の温度、組成、年齢などの物理的性質を推定するための重要な情報源となる。

星形成領域から銀河全体まで、幅広い天体観測データの解析に用いられる。

電子ビームが回折格子の表面近くを通過する際に、電磁波が放射される現象。

電子の電場と格子の相互作用により、特定の波長の光が発生する。

小型の自由電子レーザーや、テラヘルツ波光源の開発に応用されている。

統計力学のイジング模型などをシミュレーションするためのモンテカルロ法の一種。

スピンの集団（クラスター）を一度に更新することで、相転移付近での計算効率を劇的に高める。

臨界減速の問題を解決する手法として、計算物理学で広く利用されている。

2種類の異なる金属や半導体を接続し、接点に温度差を与えると電圧が発生する現象。

熱エネルギーを直接電気エネルギーに変換する熱電発電の原理である。

温度センサーである熱電対や、廃熱を利用した発電素子などに利用されている。

磁場の中に置かれた原子が放出するスペクトル線が、複数の成分に分裂する現象。

磁場が電子のエネルギー準位を変化させることで発生する。

太陽や恒星の表面磁場を測定する天体物理学の重要な手段となっている。

慣性力を導入することで、動力学の問題を静力学の問題として扱うことができる原理。

加速度運動する物体に対し、仮想的な力を想定して力のつり合い式を立てる。

複雑な機械系の運動方程式を導出する解析力学の基礎となっている。

太陽系の惑星の太陽からの距離が、簡単な数列で近似できるという経験則。

天王星の発見を予測するなど一時的に注目されたが、海王星以降は適合しなくなった。

物理的な根拠は明確ではないが、惑星形成過程の統計的な性質を反映しているとされる。

剛体の回転運動において、中間慣性モーメントの軸まわりの回転が不安定になる現象。

回転中に物体がひっくり返るような挙動を示し、ジャニベコフ効果とも呼ばれる。

テニスラケットを放り投げた際の複雑な動きを説明する力学の定理である。

非斉次の線形偏微分方程式の解を、斉次方程式の解を重ね合わせることで求める手法。

熱伝導方程式や波動方程式において、外力がある場合の挙動を解析するのに用いる。

制御理論や信号処理におけるインパルス応答の概念とも深く関連している。

混合気体において、濃度勾配が存在することによって熱流が発生する物理現象。

熱拡散効果（ソレー効果）の逆現象であり、拡散熱効果とも呼ばれる。

非平衡熱力学における輸送現象の一つとして、理論的に記述される。

固体元素の定積モル比熱が、高温域において気体定数の約3倍（3R）で一定になる法則。

古典力学のエネルギー等配分の法則に基づき、原子の振動をモデル化している。

低温域での不一致は、後にアインシュタインやデバイによる量子論で説明された。

温度勾配のある導体に電流を流した際、熱の吸収または発生が起こる熱電現象。

ゼーベック効果、ペルティエ効果と並ぶ熱電三効果の一つである。

ウィリアム・トムソン（ケルビン卿）によって理論的に予言・発見された。

容器の穴から流出する液体の速度が、液面からの深さの平方根に比例するという法則。

エネルギー保存則（ベルヌーイの定理）の特殊なケースとして説明される。

水時計の原理や、タンクからの排水時間の計算などに利用される。

量子力学において、粒子が古典的には越えられないエネルギー障壁を透過する現象。

粒子の波動性によって確率的に発生し、微細な電子デバイスの動作原理となる。

走査型トンネル顕微鏡やフラッシュメモリ、核融合反応などで重要な役割を果たす。

薄い絶縁層を挟んだ二つの強磁性体間で、磁化の向きにより電気抵抗が変化する現象。

量子力学のトンネル効果を利用しており、極めて高い抵抗変化率を実現できる。

ハードディスクの読み取りヘッドや、次世代メモリMRAMの基幹技術である。

波の発生源と観測者が相対的に動くことで、観測される周波数が変化する現象。

近づく音は高く、遠ざかる音は低く聞こえる救急車のサイレンが代表例。

天文学における赤方偏移の測定や、スピード違反の取り締まりに応用される。

低温・強磁場中で、金属の磁化率が磁場の逆数に対して周期的に振動する現象。

量子力学的なランダウ準位の形成に起因し、金属の電子状態を反映する。

フェルミ面の形状を精密に測定するための強力な実験手法として用いられる。

混合気体の全圧は、各成分気体の分圧の総和に等しいという化学の法則。

気体分子が互いに影響を及ぼさない理想気体のモデルに基づいている。

ダイビングにおける潜水病の予防や、大気の組成解析の基礎となる。

物体の冷却速度が、物体と周囲の温度差に比例するという物理法則。

対流による熱伝達が支配的な場合に、近似的に成立する。

コーヒーが冷める時間の予測や、法医学における死亡時刻の推定に応用される。

流体中を運動する物体が受ける抵抗力が、速度の二乗に比例するという法則。

高速で移動する物体や、空気抵抗が支配的な状況で適用される。

流体力学において、抗力係数を用いた設計の基礎となる概念である。

絶対零度に近づくにつれ、純物質の完全結晶のエントロピーはゼロになるという定理。

熱力学第三法則の基礎となり、絶対零度の不可能性を理論的に示唆している。

極低温物理学や化学平衡の計算において、基準点を与える重要な法則。

温度勾配のある導体に磁場をかけると、それらに垂直な方向に電圧が発生する現象。

熱電現象と磁場の相互作用によって生じ、熱電変換技術への応用が研究されている。

半導体や超伝導体の電子構造を調べるための測定手法としても用いられる。

物理系に連続的な対称性がある場合、それに対応する保存則が存在することを示す定理。

例えば、時間並進対称性からはエネルギー保存則、空間並進からは運動量保存則が導かれる。

現代物理学のあらゆる理論において、最も基本的かつ深遠な指針となっている。

超伝導体内部の磁束線が、不純物や欠陥に捕らえられて動かなくなる現象。

この効果により、磁場の中でも超伝導状態を維持し、大きな電流を流すことが可能になる。

超伝導リニアや強力な磁石の製作において、高い臨界電流密度を実現するために不可欠。

電磁誘導に関する法則、または電気分解に関する法則のいずれかを指す総称。

電磁誘導では磁束の変化が起電力を生み、電気分解では物質量が電気量に比例する。

マイケル・ファラデーが発見したこれらの法則は、現代の電気文明の基礎となっている。

電気分解において、電極で析出する物質の質量に関する2つの法則。

析出量は流れた電気量に比例し、同じ電気量なら物質の化学当量に比例することを示す。

イオンの電荷やアボガドロ定数との関連を明らかにし、電気化学の基礎を築いた。

磁束が変化する回路に、その変化を妨げる方向に誘導起電力が発生するという法則。

発生する電圧の大きさは、磁束の時間的な変化率に比例することを数式で表す。

発電機、変圧器、非接触充電など、電力を生み出し制御する技術の根幹をなす。

磁場の中を通過する光の偏光面が回転する、磁気光学現象の一つ。

磁場の強さと物質の厚さに比例して回転角が決まり、物質固有のベルデ定数に依存する。

光ファイバー通信のアイソレータや、磁気センサーなどの光学素子に応用されている。

物質の拡散において、拡散束が濃度勾配に比例することを示す物理法則。

第1法則は定常状態の拡散を、第2法則は濃度変化の時間的推移を記述する。

化学、生物学、材料工学など、物質の移動が関わる広範な分野で利用される。

光は、ある2点間を通過する際に、かかる時間が最小（極値）になる経路を通るという原理。

反射の法則や屈折の法則（スネルの法則）を、この一つの原理から導き出すことができる。

幾何光学の基礎であり、後に量子力学の経路積分へとつながる重要な考え方。

熱の流れ（フォノン）が電子を引きずり、熱起電力や電気抵抗に影響を与える現象。

低温域において、格子振動の偏りがキャリアの移動を助けることで熱電性能が変化する。

半導体や金属の輸送特性を理解する上で重要な、量子力学的な相互作用の一つ。

バネの伸びや物体の歪みが、加えられた力に比例するという弾性の法則。

「F = kx」という簡潔な式で表され、k はバネ定数と呼ばれる固有の係数である。

材料力学や構造設計の基礎であり、弾性限界内での物体の挙動を記述する。

分子動力学シミュレーションにおいて、系のエネルギーが特定の運動に偏ってしまう不具合。

不適切な温度制御により、分子の熱振動が止まり、系全体が氷の塊のように並進運動する。

シミュレーション結果の信頼性を損なうため、計算手法の選択には注意が必要となる。

分子の電子遷移は非常に速いため、原子核の配置が変化する前に完了するという原理。

電子の状態が変わる瞬間、原子核は止まっているとみなして遷移確率を計算できる。

分子分光法における吸収・発光スペクトルの強度分布を説明するために不可欠な概念。

半導体に強い電界をかけると、吸収端が長波長側にシフトし、光を吸収しやすくなる現象。

電界によってエネルギーバンドが傾き、電子のトンネル効果が起きやすくなることで生じる。

光変調器などの光デバイスにおいて、電気信号を光信号に変える原理として応用される。

磁場の中を動く導体に発生する誘導電流の向きを、右手の指で示す覚え方。

親指を運動の向き、人差し指を磁場の向きに合わせると、中指が電流の向きを指す。

主に発電機の原理を理解するために用いられ、電磁誘導の現象を直感的に把握できる。

磁場の中を流れる電流が受ける力の向きを、左手の指で示す覚え方。

中指を電流、人差し指を磁場に合わせると、親指が受ける力（ローレンツ力）の向きを指す。

主にモーターの原理を説明するために使われ、電気エネルギーが動力に変わる様子を示す。

電流、磁場、力の三者の方向関係を、手の指の形を使って直感的に示す法則。

発電機に対応する「右手の法則」と、電動機に対応する「左手の法則」の2つがある。

ジョン・フレミングが考案し、電気工学の初歩的な教育において世界中で利用されている。

大きさの異なる粒子の混合物に振動を加えると、大きな粒子が表面に浮き上がる現象。

容器を振ると、底にあったブラジルナッツが一番上に現れることから名付けられた。

粉体物理学の未解明な部分を含む現象で、産業界の粉体混合プロセスでも問題となる。

静止したブラックホールの性質は、質量、電荷、角運動量の3つの値だけで決まるという定理。

それ以外の詳細な情報（元の星の形や物質など）は外部から観測できなくなる。

ブラックホールの物理的構造が極めてシンプルであることを数学的に証明した。

ブラックホールが形成される際、質量・電荷・角運動量以外の情報が消失するという理論。

「ブラックホールには毛がない（No-hair）」という比喩表現からこの名がついた。

事象の地平線の外側からは、内部の複雑な情報を知ることができないことを意味する。

結晶にX線を照射した際、特定の角度で強い反射（回折）が起きる条件を示す法則。

結晶格子の間隔とX線の波長、入射角の関係を「nλ = 2d sinθ」という式で表す。

X線結晶構造解析の基本原理であり、物質の原子配列を特定するために不可欠。

量子化学のハートリー＝フォック法において、基底状態と1電子励起状態の間に相互作用がない。

ハミルトニアンの行列要素がゼロになることを示し、計算の簡略化に寄与する。

分子の電子状態を近似的に求める際の、波動関数の性質を記述する重要な定理。