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【高校物理】入試もこれで安心!原子物理の勉強のコツを紹介

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高校物理のなかでも、特に原子物理については得意としている方が少なく、どのように勉強を進めていけばよいのか悩む方も多いと思います。
これは、ある理由から原子物理自体があまり授業で扱われなかったため、教師側も教え慣れていないことに起因するのではないでしょうか。
そこで今回は、入試に向けて原子物理の勉強のコツを紹介します。

原子物理ってどんな分野?

原子物理とは、古典物理学の発展といえる分野です。
古典物理学は、身の回りの物体についての運動を数式で表すための分野であり、それと同様に原子や分子なども数式で表そうとした分野が、原子物理の分野で学習する量子力学です。ですので、原子物理を理解するためには、まず古典物理学を基礎としてしっかりと理解する必要があります。

そもそも原子物理とは、旧課程において必修ではない分野でしたので、教科書の最後に古典物理学の発展的な内容として載っている程度でした。ところが、2015年度からの新課程では必修科目となったのです。
先述した先生も教え慣れていない理由とはこのことですが、しっかりと対策を取り、勉強のコツさえ知ってしまえば、問題なく解くことができるでしょう。

大学入試での原子物理出題率と出題傾向とは

原子物理で取るべき対策とはどのようなものでしょうか。
実は、原子物理は出題箇所がほぼ決まっており、古典物理学の発展であることから、学習内容も似ている部分が多いのです。ですので、古典物理学をしっかりと理解することが、原子物理の対策につながります。

ただ、正直なところ原子物理の出題率はあまり高くありませんので、思い切って捨ててしまう受験生も多いと思います。ですが、原子物理は古典物理学を押さえておけば解きやすいですし、出題箇所も決まっているので、「よくわからないから」といった理由で捨ててしまうのはもったいないでしょう。

◇原子物理の出題箇所
原子物理の出題箇所とは、下記の6つ程度です。

・光電効果
・コンプトン効果
・ブラッグ反射
・ボーアの量子条件
・水素原子スペクトル
・原子核反応

これらはすでに学んでいる力学や電磁気学、波動と学習内容が似ています。量子力学ですので表記の方法は異なりますが、基礎ができているのであれば、一度学習し理解することですんなりと解けるようになる範囲です。

原子物理を勉強するコツ

原子物理を勉強するコツとしては、3つの要素があります。

◇出題範囲の公式・用語は必ず覚える
当然ながら、出題範囲の公式・用語は必ず覚える必要がありますが、ノートに羅列してひたすら暗記するというのではあまり意味がありませんし、間違えて覚えてしまう危険性すらあります。

以下の2つの公式を例にあげて見てみましょう。

E=pc
E=mc2

これらは一見すると似ているため、ひたすらノートに書くなどして覚えてしまうと、それぞれの使い方や何を求める公式なのかがわからなくなってしまう可能性があります。
公式は、使える場面や条件とともに覚えていかないと意味がありませんので、「公式の成立条件」や「その公式の意味」を一緒に覚えるようにしましょう。

このように、公式とその公式がどのようなものかをセットで覚えると、頭のなかが整理されるのでおすすめです。
表記の方法は異なりますが、基礎ができているのであれば、一度学習し理解することですんなりと解けるようになる範囲です。

◇高校3年の夏ごろから入試直前に勉強する
原子物理を勉強する時期は他の勉強の進み方に合わせて決めて問題ありませんが、あえてあげるならば、高校3年の夏ごろから入試直前の辺りがよいでしょう。
基礎として古典物理学をしっかりと押さえていれば、それほど理解に時間がかからないですし、出題率自体がそれほど高くないからです。

もし、ほかに進められる科目や力を入れたい科目があるならば、そちらを優先してからでも遅くはないでしょう。

◇インプットとアウトプットの繰り返しで理解を深める
勉強はインプットとアウトプットを繰り返すことで、より強固に記憶と結びつきます。基本的には、参考書や教科書に載っている問題で十分対応できますので、これらの問題を繰り返し解くことでより確実に点数を取れるようになります。
原子物理は、問題の解き方が決まっているため発展した問題も出にくく、しっかりと理解できれば点数の底上げを十分に狙えるでしょう。

原子物理が苦手な人におすすめの参考書

それでも原子物理が苦手だという方には、参考書として以下の3冊がおすすめです。

◇橋元の物理基礎をはじめからていねいに
物理基礎をまったく知らない方向けにわかりやすく解説していますので、まだ物理基礎を習ってない方の予習にも使える参考書です。また、基礎の基礎から勉強しなおしたい人にもおすすめできます。

◇難問題の系統とその解き方 物理【電磁気・原子】
難関大学合格を目指している方や、物理を極めたいと考えている方におすすめの1冊です。やりごたえ抜群な内容のため、基礎ができていない方にはハードルが高いですが、難問題を解く力がしっかりと身につきます。

◇宇宙一わかりやすい高校物理(電磁気・熱・原子)
電磁気・熱・原子が1冊にまとまっており内容もわかりやすいため、物理を苦手にしている方にもおすすめとなります。参考書を多く出している出版社のシリーズなので、わかりやすさは折り紙つきです。

原子物理を攻略して周囲との差をつけよう

原子物理が必修科目に加わった新課程が始まって、まだあまり時間が経っていませんが、その内容はあくまでも古典物理学の発展です。基礎がしっかりと押さえられていれば、その上に発展的な内容を積み上げることはそこまで難しいことではありません。

それでも原子物理を難しい、苦手だと感じている方は、いきなり挑戦するのではなく、思い切って基礎である古典物理学からやり直してみると、意外にもすんなりと理解できることでしょう。


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