大学学部で勉強する物理の分野

2020年11月29日

 

大学で理系学部に進みたいけれど、大学の物理では一体どんなことを学ぶのか、気になる人も多いと思います。

 

今日は、大学で勉強する物理の分野について詳しく解説します。理系の人はぜひ参考にしてください!

 

【大学で学ぶ物理の分野】

≪力学≫

 

まず1つ目は「力学」です。

 

力学というのは、力と運動に関係する学問のことで物体に力が加わった時、その力はどのように作用してどうやって物質に影響するのかということを学びます。

 

力学は物理の基本的な部分なので、多くの場合、1年次の最初の方で勉強します。

 

また、力学で学ぶ知識は後に紹介する電磁気学や量子力学などでも応用されるので、しっかり身につけておく必要があります。

 

≪電磁気学≫

 

そして、2つ目は先に少し触れた「電磁気学」。これは、主に電気や磁力によって起こる電磁的現象について学ぶ分野です。

 

例えば、私たちの身近にある電磁的現象は、

 

・磁石に金属がくっつく

・雷や稲妻

 

などがあります。

 

電磁気学では、このような電磁的現象を題材に電荷や電磁場の相互作用について解明していく学問になっています。

 

電磁気学の知識は電気工学の分野などで活用されることも多いので、将来その道に進みたいと思っている人は特にちゃんとマスターしておきましょう。

 

≪量子力学≫

 

 

3つ目に紹介するのは「量子力学」です。量子力学は、現代物理学の根幹で理論として広く知られている分野です。

 

例えば、私たちが普段食べている食べ物も、日常的に使っているスマートフォンなど世の中にある様々な物事というのは分子や原子、電子によって存在しています。

 

量子力学は、そうした物事を作る最小単位である分子や原子、電子などの運動や事象について学ぶ学問です。

 

力学や電磁気学などとは異なる考え方や計算方法が必要になるので、この変化に対応できず頭を抱える理系学生が多いのも現状です。

 

しかし、量子力学は難しい反面、現代の様々な分野に応用されており、例えば、

 

・電子機器の設計
・情報技術
・病院で使用されているMRI

 

などが該当します。

 

今後も様々な応用が期待されている学問なので、学び甲斐はかなりあると思います。確かに難しいですが、諦めずにチャレンジしてください。

 

≪統計力学・熱力学≫

 

「統計力学」と「熱力学」はお互いに関係性があるので一緒に紹介します。

 

統計力学というのは、ミクロ(小さい世界)の性質を元にマクロ(大きい、全体的な世界)の性質を導き出す学問で、簡単に言うと、「物事は小さなことの積み重ねによって成り立っているので、小さい世界の特徴を参考に大きい世界の特徴を考えよう」ということです。

 

それとは逆に、熱力学というのはそうしたミクロの性質にはあまり触れずに全体的な性質を説明する学問です。熱力学の知識を使用することで、ミクロ系の物理学では扱うのが困難な多体系の問題の結果を予想することも可能です。

 

ちなみに、私たちが日常的に使っているクーラーや、気象現象などはこの熱力学を応用して説明することができます。

 

両者は同じ現象を扱う上で、違うアプローチを取るという関係にあるのです。

 

【まとめ】

いかがでしたか?今日は、大学の物理で習う分野について紹介しました。

 

今日紹介した5つの分野はそれぞれ物理の基本分野であり、この他にも解析力学、流体力学、電気力学、原子物理学、相対性理論など細かい分野がたくさんあります。

 

これら様々な分野の物理学を全て把握して理解するのは容易ではありません。

 

しかし、物理学は現代社会において広く応用されている学問なので、しっかりと身につけておけば将来的に活用できるタイミングは多いといえます。

 

では、本日も最後までお読みいただきありがとうございました。