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↑物理系での実験の授業風景です。

★★このページは、

  • 琉球大学理学部物質地球科学科物理系ってどんなところなんだろう?
  • 大学での物理ってどんなものなんだろう??

という疑問を持っている高校生の皆さんのために作りました。

正式なアドミッションポリシーは、こちらにあります。

◆目次

物理系とは?

 琉球大学理学部物質地球科学科物理系では、物理を勉強します。

 物質地球科学科には物理系と地学系がありますが、教育内容は一部が共通なだけで、内容は別です。物理系は、元々は理学部物理学科が再編されたものですが、授業内容・研究内容は「物理学科」だった時とほぼ同じです。「物質地球科学科」の中にある系ですが、勉強できる内容は「物質」や「地球」に限らない、一般的な物理です。

 どんな授業科目があるのかというと、

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のような感じです。日本の大学の理学部のあちこちに物理を勉強する学部学科がありますが、標準的な内容だと思います。

何年生で何を習うかなどについては、2011年度以降のカリキュラム表を見てください。といっても科目名だけでは中身はわかりにくいと思います。いくつかの授業については中身を後で説明します。

 どのような研究が行われているかについては物理系研究室一覧を見てください。物性物理(いろいろな物質の性質を研究する分野)の理論・実験、素粒子物理、宇宙物理、数理物理など、いろいろな研究室があります。

↓授業中の雰囲気(ただし、プロジェクタの画面ははめ込み合成です)

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&color(Red){↑上の写真で指刺されているのは、電磁気学Iの授業で使われているプログラムです。物理系の講義情報のページにはいくつかの授業の内容のまとめがありますし、授業で使われているプログラムを実行できるページもあります。

高校の物理とは何が違う?

 もちろん、難しさが違います(当たり前ですね)。そして、面白さも違います。大学での物理の方が難しいのですが、その分面白くなります。

 高校の物理を勉強していて「何秒後に物体が床に落下するとかを長々と計算して、何が面白いのか」などという感想を持っている人も、中にはいるかもしれません。でも物理に限らず学問というのは、なるべく簡単なところから始めていくので、どうしても最初は退屈に感じてしまうものなのです。しかしこういう計算は、「人工衛星が後2時間で地球に落下してしまう。それを防ぐためには、どの角度にどのようにロケット噴射を行えばいいのか??」という難しい問題を解くための基礎になる計算なのです。現実に即した問題を解こうとすると、面白くなるけど、難しくなります。大学での物理は、もっともっと面白いところに近づいていきます。

大学の物理の違い・最新科学に近づく

 大学の物理では2年までに力学・電磁気学などを習います。この内容は高校の範囲で学習した力学・電磁気学を高度にしたものですが、扱う対象は同じです。3年からは量子力学、統計力学、相対論などの現代物理を勉強します。

 量子力学は、原子・分子などのミクロの世界を理解するために必要な物理です。ミクロな世界の物理法則を見ていくと、物質というものの本質が波動であることがわかってきます。「物質は波だ」と言われてもいったい何のことだか、最初はわからないでしょう。でもそれが、20世紀になってから解明されたこの宇宙の真の姿です。

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↑ミクロな素粒子の世界。そこでは何が起こっているのか?

 相対論は、光速の何10%という速い速度で動く物体の運動を理解するために必要になります。こんなすごい運動では、これまでの力学の常識とは全く違う物理現象が起こります。たとえば運動している人の時間が遅れたりするのです。どうしてそんな常識はずれなことが起こるのでしょう? にわかには信じがたいことが、大学で力学・電磁気学に続いて相対論を勉強すると納得できてしまいます。

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相対論で起こる現象のイメージです。長さや時間が、見る人の立場で変化します。

 統計力学では$10^{23}$個以上もある原子・分子の運動を考えます。その中で「熱」や「温度」の本質が何なのかという問題、物理の中で「確率」というものがどういう意味を持ってくるのかなどが分かってきます。「熱」と「確率」に何の関係があるのか? 実はそこに深い物理があります。

 量子力学、相対論、統計力学などを基礎に、物性物理学、素粒子物理学、宇宙物理学など、さまざまな分野の物理が研究されています。琉球大学理学部物理系でも、これらの基礎を勉強し、さまざまな物理を研究しています。

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↑超伝導による磁気浮上。この不思議な現象もまた、量子力学や物性物理学を勉強することで解明されていくのです。

 今こんな話を聞いても「これほんと??」という感想しかないかもしれません。しかし、これらはみな、現代の物理の基礎であり、最先端科学へと続く道なのです。

大学の物理の違い・根本的なところから考え直す

 上で書いた量子力学、相対論、統計力学などは、それまでの人間の常識をひっくり返してしまうような力を秘めた学問です。

 なぜ常識をひっくり返してしまうようなことがわかったのでしょう?---それは、物理が全ての現象に「なぜそうなるのか?」「どのようにしてこうなったのか?」「全てに共通する法則は何だろう?」という問いを投げかけ続けてきたからです。先人の物理学者たちは、疑問に一つ一つ答えていくなかで、常識をひっくり返してしまうような大発見をしました。大学での物理の学習も、みなさんの疑問に一つ一つ答えていく形で進んでいきます。

 大学で物理を勉強していく中で、あなたはきっと「この宇宙ってそんなふうにできていたのか、知らなかった!!」という驚きと感動を覚えることが(何度も)できるはずです。大学での物理をマスターした時、あなたはこれまでとは全く違った目で、この世界を見ることができるようになっていることでしょう。

大学の物理の違い・数学をフルに使う

 「数学を使う」と言われると「難しくなりそうで嫌だなぁ」と思うかもしれません。でも嫌なことばかりではありません。

 高校物理の範囲では「○○となることがわかっている」の様に天下りで与えられていた公式がいくつかあります。それは導くことが難しいからなのですが、大学物理では、こういう天下りの式が、一個一個導いていけるようになります。数学の力を使うことで、「覚えるべき式」「与えられる式」が「自分の力で導ける式」に変わるのです。おかげで、大学での物理の方が高校の物理よりすっきりとわかりやすくなる部分もあります。

 大学の物理で使う数学は、微分・積分、ベクトル解析などです。高校での数学より少し難しくはなりますが、こういう数学を使うことで、解ける問題がぐんと増えます。

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卒業研究

 4年になると「卒業研究」をします。各研究室に配属されて、それぞれの先生の指導のもと、独自の研究を行います。研究室には理論系と実験系があります。物質の性質を深く研究する物性理論・実験、物質の究極である素粒子の理論、ブラックホールや中性子星などを考える宇宙物理などがあります。

 先輩たちがどんな研究をしたのかは卒研発表会のページを見てください。大学ではこんなふうに独自の研究ができます。

物理系での勉強・授業はどんな感じですか?

大学の勉強は「研究の準備」です。

 物理系に入ってきた人にはもちろん勉強して欲しいわけですが、単なる「勉強」ではなく「研究の準備」をして欲しいと思っています。

 「勉強」と「研究」は何が違うのでしょう?

  • 勉強:答のあることの答を知る。
  • 研究:答のないことの答を見つける。

です。まだ世界の誰も答を知らないことの答を見つけることが「研究」なのです。

 「私は別に物理学者になる気はないのだけど・・・」と思う人もいるかもしれませんが、この「研究する力」は企業に勤めても、あるいは高校や中学の教員になっても、絶対に役に立ちます。

 物理系を卒業する時、卒業生が「研究する力」をつけて欲しい。つまり「世界の誰もが答を知らないことの答を探す力」をつけて欲しい。

 それが、物理系教員の願いです。

研究する力をつけるために:「なぜ」「どうして」を大事に

 物理は自然界の「なぜ?」「どうして?」をつきつめていく学問です。ですから「本に書いてあるからそうだ」「えらい先生がそう言ったからそうなる」という考え方は絶対にしません。常に「どうしてそうなるのか?」を大事にして勉強を進めましょう。

 物理は暗記科目ではありません。考えて納得する学問です。「なぜ?」という疑問一つ一つに納得しながら勉強していきましょう。そうやって勉強していくことで、自然のしくみが理解できていくのです。

研究する力をつけるために:質問大歓迎!

 物理系の勉強の中で心がけて欲しいことは、

質問しよう!

ということです。上に書いたように、大学での物理の勉強は、根本から考え直していくことで、常識だと思っていたことが覆されていくような経験を何度もすることになるでしょう。

 そういう勉強をする時、当然ですが先生の話を一回聞いただけでは(あるいは本を読んだだけでは)わからないということがあるでしょう。そういう時は迷わず先生に質問してください。

 大学に入るということは「学問の世界に足を踏み入れる」ということです。学問の世界では、

鋭い質問をする人>>> バカな質問をする人>>>>>>>>>>>>>質問をしない人

です。バカな質問に思えても、その質問をすることは、質問をしないことより遙かに価値があります。

 物理系の教員は皆、質問されるのが大好きです。もし物理系に来たら、先生を質問攻めにして嬉しい悲鳴を上げさせてください。

物理系に来るのはどんな人?

大学にはいろんな学部、学科、系があります。さて我が物理系には、どんな人が向いているのでしょうか?

自然界の「なぜ?」「どうして?」をつきつめたい人

 物理というのはそもそも「どうして熟したリンゴは落ちるのに、月は落ちてこないのか?」「どうして方位磁石は北を指すのか?」「どうして空は青いのか?」のような素朴な疑問から始まった学問です。科学が進んだと言われる現代でも、まだまだわからない「なぜ?」「どうして?」がたくさんあります。その部分をつきつめて考えるのが物理です。  子供の頃から「なぜ?」「どうして?」と考えるのが好きだった人は、物理系に来て一緒に悩みましょう。

いろんな理工系分野の応用の「基礎」を知りたい人

 物理系で勉強する物理は、一つの分野に集中していません。全ての理工系分野の基礎となる部分を勉強します。ですから卒業後、自分の専門となる部分を勉強する時の基盤となる部分を固めることができます。  電器製品を作るにも、その部品となる半導体を作るにも、物理系で習う電磁気学、量子力学、統計力学などが必要です。  将来自分が何をやりたいかを見極めるための基礎を、物理系での勉強で固めましょう。

では、物理系に来た人は何を目指すのでしょう??

入学した人は、何を目指しているの?

 大きくわけて、

  • 高校・中学の理科の教員を目指す人
  • 企業などに就職する人
  • 大学の先生など、研究職を目指して大学院へ進学する人

に分かれます。

高校・中学の理科の教員を目指す

 教員は採用が少ないのですが、臨時教員などをしながら何年も教員採用試験にチャレンジし、教員になっている先輩もたくさんいます。沖縄県内の高校の物理の先生の多くは我が物理系出身です(あなたの高校の先生もそうかも)。

 高校・中学の教員になるには当然、それぞれ対応する教員免許を取得しなくてはいけません。大学で取得すべき単位が卒業単位以外に増えます(特に中学の免許はたいへんです)。4年次には教育実習に行く必要があります。かなり忙しいことは覚悟しておきましょう。

 「人に物を教える」というのはたいへんだけど面白い仕事です。物理が好きで、「物理を教えたい」という希望のある人、是非物理系で物理を勉強しましょう。

企業に就職する

 企業への就職は、景気不景気に影響されるものの、物理系の素養を持つ人は、いろんな理系への応用がきくので、技術関係の企業から求められることが多いです。

 大学4年卒業時での就職先などは、卒業生の進路のページにまとめられています。いろんな業種がありますが、コンピュータ関連、半導体などの技術関連の求人が目立ちます。卒業後は物理以外のことをやっている人もたくさんいます。また、理系の素養が必要な公務員(県庁土木、気象庁など)になる卒業生もいます。

研究者を目指す

 研究職を目指すのは、高校の先生よりもさらに厳しい狭き門ですが、夢をもってがんばり、実際に大学で先生をしている先輩もたくさんいます。

 研究者になるには大学院へ進学するのが普通です。大学院は博士前期課程が2年、博士後期課程が3年の合計5年あり、前期課程を修了して修士論文を書いて審査に通れば修士号が、後期課程を修了して博士論文を書いて審査に通れば博士号が授与されます。

 琉大の大学院に進学する人もいますし、他大学の大学院に進学する人もいます。進学するには、大学院の入試などを受けます。卒業生の進路のページに、どのような大学の大学院に進学したかもまとめてあるので参考にしてください。大学院進学は研究者を目指す人だけでなく、エンジニアを目指す人がより高度な専門性を身につけたいという理由であったり、教員を目指す人が「専修免許」を取得するために進学するケースも多くあります。

 研究者として就職するのはかなりたいへんです。「物理を研究したい!」という強い気持ちがないとできません。

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琉球大学理学部物理系につながる大学院は

博士前期課程(2年)

  • 琉球大学大学院理工学研究科物質地球科学専攻

博士後期課程(3年)

  • 琉球大学大学院理工学研究科生産エネルギー工学専攻
  • 琉球大学大学院理工学研究科総合知能工学専攻

があります。

質問など

もしありましたら、以下にどうぞ。




無題

ちよ? (2019-04-14 (日) 09:55:19)

琉球大学は宇宙物理学を一から学ぶ、研究するのには良い環境でしょうか?

  • 宇宙物理学研究室がありますし、宇宙物理に必要な一般相対論など、宇宙物理の基礎になる授業もあります。 -- 前野? 2019-04-14 (日) 10:40:21
  • 返信ありがとうございます。現在、鹿児島大学の理学部(宇宙コース)と御校で迷っているのですが、鹿児島大に無くて琉球大に在るものというのはあるのでしょう?偏差値ではなく環境で選びたいと思っています。失礼な質問で申し訳ありません。どうかご返信の程宜しくお願いします。 -- 2019-04-14 (日) 11:16:19
  • (勉強をするための)環境で選ぶとすると,一般論としては宇宙・天文を研究する先生や大学院生の人数が多く,宇宙・天文に関する学部の授業がより多くある大学がよりよい環境であると言って良いと思います。一方で,宇宙・天文の全ての専門分野の数は,ある大学の1つの学科の先生の数より多いので,全ての分野の専門家をそろえているような大学はほとんどないと言って良いと思います。琉大物理の宇宙物理研究室は,数値相対論を利用した中性子星やブラックホールの研究を中心に,相対論的宇宙物理という,一般相対論的な強い重力場の関係する現象の研究を行っている所が特色です。ただし,今の所学部学生向けの宇宙物理の講義はほとんどなく,この様な勉強は4年次の卒業研究で私たちの研究室に所属してから始めることになります。 -- 瓜生? 2019-04-15 (月) 08:58:55
  • ありがとうござます。大変参考になりました。ちなみに今後学部生向けに宇宙物理の講義を行う予定等はあるのでしょうか? -- 2019-04-15 (月) 12:03:09
  • ありがとうござます。大変参考になりました。ちなみに今後学部生向けに宇宙物理の講義を行う予定等はあるのでしょうか? -- 2019-04-15 (月) 12:19:09
  • 全学共通科目(いわゆる教養科目に対応するもの)に2,3宇宙関連の講義がありますが,物理系の専門科目として宇宙物理の科目を開講する予定は今のところあるとは言えません。 -- 瓜生? 2019-04-17 (水) 11:56:56

輪講のテキスト

ひょっこりはん? (2019-01-17 (木) 14:29:04)

4年、大学院でのセミナーのテキストってどういうのを使いましたか?

また物理数学の教科書も教えてほしいです。

  • これも、人によって答えがたくさんあって、答えきれる質問ではないと思います。 -- 前野? 2019-01-17 (木) 14:42:15

物理学の教科書について

ひょっこりはん? (2019-01-17 (木) 14:23:31)

ニュートン力学(質点・剛体)
解析力学
連続体力学(基礎)
固体力学
弾性力学(材料力学・構造力学)
塑性力学
粘弾性力学
粘塑性力学
流体力学
ニュートン流体
非ニュートン流体
レオロジー
熱力学
統計力学
電磁気学
量子力学
相対論的量子力学
場の量子論
相対性理論
特殊相対性理論
一般相対性理論
専門分野
素粒子物理学
原子核物理学
核構造物理学
ハドロン物理学
宇宙物理学(宇宙論)
物性物理学
固体物理学
表面科学
低温物理学
ソフトマター物理学
光学
原子・分子・光物理学
音響学
プラズマ物理学
境界領域
化学物理学
生物物理学(医療物理学)
地球物理学(大気物理学 ・ 海洋物理学)
農業物理学(土壌物理学)
経済物理学
のそれぞれについて、有名な教科書を教えていただけないでしょうか?

  • まじめに答えると長大になるし、ここで質問することではないと思います。 -- 前野? 2019-01-17 (木) 14:41:13

今もまだ

(2018-12-20 (木) 01:57:01)

今もまだ琉球大学では天文学について学べませんか?

  • 「学ぶ」というのがどのレベルまでのことなのか、「天文学」がどの範囲なのかで答えが違いますが、授業としては理学部物質地球科学科の地学系に「天文学序説」という授業はあります。 -- 前野? 2018-12-20 (木) 07:53:28
  • また、研究としては宇宙物理ならば物理系に宇宙物理学研究室があります。 -- 前野? 2018-12-20 (木) 07:56:19

物理について

お花?!から? (2018-03-12 (月) 00:48:18)

 高校の物理の知識がないと、大学の物理はついていけませんか? 高校物理の知識が少し抜けてしまい、公式がパッと思い浮かばないなどしています。大学の講義に入る前にある程度高校物理の知識をいれれば、大学の講義を理解することが出来るのでしょうか?不安になってきました...

  • 琉球大学の物理系では1年の最初に「物理学I,II」と「物理学基礎演習I,II」という授業があり、どちらも物理を基礎からやる授業になってます。高校物理を全く知らないのだと困るかもしれませんが「少し抜けた」程度ならこの授業の中で取り戻していけるかもしれません。 -- 前野? 2018-03-12 (月) 07:41:28
  • どちらにせよ(たとえ高校で物理を勉強してきたとしても)入学までの勉強は、やっておくのに越したことはなので、しておいたほうがいいです。勉強というのは継続が物を言います。 -- 前野(物理系准教授)? 2018-03-12 (月) 07:43:26
  • 高校でやってきていても大学の物理がわからなくて困る人はいるし、高校で苦手でも大学に来てよくわかるようになる人もいます。要は個人の努力次第ということです。頑張ってください。 -- 前野(物理系准教授)? 2018-03-12 (月) 07:49:14

数学

入学?? (2018-01-25 (木) 02:15:43)

数学の苦手な人が入ると、その後は大変でしょうか?

  • それはもちろん、大変です。でもまぁ、大変なりにみんな頑張っているようです。数学といっても、当然物理で使う数学ですから、単純に数式を計算するというよりは、物理の実例を用いての勉強になります。大学では、高校でやったことを使いますが、どちらにせよ大学なりに勉強し直さないと物にはならないので、結局のところ高校までの数学が得意な人も苦手な人も、「もう一回勉強する」つもりで勉強していくしかないでしょう。 -- 前野(物理系准教授)? 2018-01-25 (木) 15:24:56


2017年以前にされた質問は物理系ってどんなところ?質問2017年までにあります。

2013年以前にされた質問は物理系ってどんなところ?質問2013年までにあります。


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Last-modified: 2019-04-17 (水) 11:56:58 (154d)