その先: 大学で生かす

多くの大学では、理学部や工学部の 1 年に、力学と電磁気学の授業があります。高校で学んだ運動や電気と磁気の法則を、微分積分を使って、少ない基本の法則から導き直します。科目の名前や必修かどうかは、大学や学科によって異なります。

物理学科では、その先に熱力学・統計力学・量子力学などが続きます。工学部では、同じ物理を道具として使い、機械・電気電子・建築などの専門の授業に進みます。下の図は、高校の物理が続く学科の例です。

高校で物理を選ばなかった人も、入学後の授業で基礎から学び直す大学があります。入学前に物理基礎の教科書を読み返し、運動の法則と力学的エネルギーを確かめておくと、1 年の力学に入りやすくなります。

大学の物理学実験では、測った値のばらつきから不確かさを計算し、結果をどこまで信じてよいかを数字で示します。物理学科だけでなく、工学部などの学生が 1 年で物理学実験を受ける大学もあります。

その土台は、物理基礎の最初に学ぶ「物理量の測定と扱い方」です。測定誤差、有効数字、表とグラフの作り方は、大学の実験でもそのまま使います。高校で振り子の 10 往復をまとめて測るのは、時間を測るときのずれの影響を小さくするための工夫です。

大学では、測った値や気づいたことを、その場で実験ノートに書くのが基本です。実験 1 回の流れや 1 週間のようすは、このサイトの「物理学」のページの「1 年: 基礎をかためる」で紹介しています。

日本学術会議の参照基準は、機械工学の土台となる力学の分野を挙げています。質点や固体の運動、固体の強度、流体の力学、熱の力学(熱学)です。多くの大学では、これを機械力学・材料力学・流体力学・熱力学の 4 つの力学として学びます。

建築学では、柱や梁にかかる力を構造力学で、部屋の音の響きや明るさ、暖かさを環境工学で考えます。どちらも、高校の力のつり合いや、波と熱の単元の続きです。くわしくは、このサイトの「機械工学」と「建築学」のページで紹介しています。

医療の分野では、X 線や放射線を扱う仕事に、原子と原子核の知識が生きます。物理を生かす仕事は、このページの図 3 でも紹介しています。同じ高校の物理が、学科によって研究の対象にも、設計の道具にもなるのです。

大学の物理につながる経験を、高校のうちに積むこともできます。日本物理学会は、中学生・高校生・高専生(3 年まで)が物理の研究を発表する「Jr.セッション」を毎年開いています。研究レポートの書類審査を通ると、オンラインで口頭発表し、第一線の物理学者の審査を受けます。

第 23 回は 2027 年 3 月 13 日に、オンラインで開かれる予定です。応募の受付は 2026 年 10 月 30 日から 12 月 10 日までの予定で、発表は 1 件 15 分(講演 10 分と質疑 5 分)です。応募するには、研究倫理を学ぶ無料のオンライン講座を受けておく必要があります。

文部科学省は 2002 年度から、理数系の教育に力を入れる高校を、スーパーサイエンスハイスクール(SSH)に指定しています。SSH の学校でなくても、総合的な探究の時間や部活の研究を、発表につなげられます。身近な「なぜ」を測って確かめることが、研究の出発点です。

オープンキャンパスで、研究室や学生実験の部屋を公開している大学もあります。高校の物理で面白かった単元を 1 つ決めて、その先にどんな研究や授業があるかを学生や先生に聞いてみると、学科選びの手がかりになります。