高校生向け体験学習 (平成20年度)

筑波大学物理学類では,昨年に引き続き,高校生を対象とする体験学習を行います。平成20年度の物理学の内容を以下に紹介します。 募集案内は,こちらを見てください。 

締切は,6月27日(必着)です。

実施日:2008年8月7日(木) 
1.  概要
2.  プログラム
3.  講義内容
4.  実験内容
5.  研究センター見学
6.  レポート提出について
7.  過去の情報 (平成19年度平成18年度平成17年度平成16年度平成14年度

概要

私達を取り巻く自然にどのような法則が働き、 どのような現象が起こっているかを探求する自然科学の中で、 物理学はその基礎を支える学問です。 人類の歴史の中で、実験や観測などの科学的な方法の積み重ねと、その結果に基づいた論理的な考察により、自然界の真理が明らかにされて来ました。 いまや我々は、クォークなどの極微の世界から宇宙の構造にいたる様々な自然現象がどのような原理や法則によって起こっているかを知っています。 また物理学は、私達の暮らしを豊かにする様々な技術革新の基礎を支えています。 このような発展の原動力は一体何でしょう? それは皆さんの心の中にある自然を理解したいという欲求と豊かな好奇心です。 それらが物理学の発展を支えています。

筑波大学では、 素粒子・原子核・物性・プラズマ・宇宙の各分野にわたる最先端の研究が行われています。 この体験学習では、講義や実験に参加し、 また世界有数の研究センターを見学することにより、 大学での最先端の研究を体験してもらいます。

体験学習(物理学類)プログラム

実施:2008年8月7日(木) 
平成20年度筑波大学自然科学体験学習(物理学類) 
(注:詳細は変更する場合があります。)

時間

題目

担当

9:15-9:30

受付

体験学習補助員

9:30-9:40

実行委員長挨拶および事務連絡

新井達郎 (化学類長)

9:50-10:10

物理学類説明、実験内容説明、アンケート

中井直正
初貝安弘

10:20-11:00

講義 I  「量子論と凝縮系物理学」

初貝安弘

11:10-11:50

講義 II  「素粒子物理」

石塚成人

11:50-12:50

昼食

体験学習補助員

12:50-13:00

実験の組み分け

初貝安弘

13:00-15:30

物理学実験 (3グループに分れて実験)
1.  エレクトロニクス 
2.  放射線と宇宙線
3.  光の干渉と回折

体験学習補助員 (移動)

東山和幸 
小松原哲郎
冨本慎一

15:30-16:15

在学生との懇談

体験学習補助員

16:15-16:30

修了式

中井直正
初貝安弘

(以下,希望者のみ)

16:30-18:00

見学: プラズマ研究センター,計算科学研究センター

各センター教員

講義内容

初貝安弘 「量子論と凝縮系物理学」
超伝導、超流動、量子ホール効果、レーザー、そして冷却原子のボーズ凝縮など、近年、次々に発見される新しい物理現象はその多くが物質における量子効果が直接的に現れたものです。凝縮系物理学が対象とする特異な量子現象のいくつかを紹介した後、量子的世界観の基礎をつくる物質の波動性と粒子性の意味をやさしく説明し量子論の基礎について予備知識なしに学ぶことを目的とします。

石塚成人 「素粒子物理」
素粒子理論は,自然界の基本構成要素(素粒子)は何か, またその要素間の基本法則はどのようなものか, を説き明かすものです。講義では,その二本柱と, 現在我々が得ている実験的に確かめられている理論:「素粒子標準模型」について 解説します。素粒子標準模型には、いくつかの将来解決しなければならない 問題を含んでいます。その問題を解決する試みとして, 「大統一理論」と「超弦理論」 などが現在盛んに研究されています。講義では,これらの簡単な解説も行います。

実験内容

①「エレクトロニクス」 は実験物理学に欠かすことのできない技術です。 この実験ではその第1歩としてオシロスコープの扱い方を実習し、さらに様々な電子回路における電気信号を、オシロスコープを使って観察します。 
②「放射線と宇宙線」 では、自然界の放射線(α線、β線、γ線)について学ぶとともに、 ガイガー・ミューラー管を用いて放射線を検出し、 β線やγ線の遮蔽について調べます。 
③「光の干渉と回折」 の実験では、レーザー光を使い、回折や干渉といった現象を調べます。 現代物理学では電子をはじめとした物質も波としての性質を持ち、 その波動の干渉が様々な物理現象において極めて大切な役割を果たすことが知られています。 

研究センター見学

体験学習の終了後、研究センター見学を企画しています。今回は計算科学研究センターとプラズマ研究センターを予定しています。体験授業で聞いた内容をもっと詳しく知りたい、どんな研究が実際なされているかを知りたいなどと思っているかたは、ぜひ利用して下さい。二つとも見学できる充分な時間が取ってあります。 
1. 計算科学研究センター 
素粒子計算物理学、計算物性物理学、計算宇宙物理学、並列計算機工学の研究グループがあります。詳しく知りたい人は、計算科学研究センターのホームページを御覧下さい。 
2. プラズマ研究センター 
複合ミラー型プラズマ実験装置を基盤に、昭和54(1976)年に設置されました。ミラー装置の特長を活かし、核融合実用を目指す学術研究を行っています。詳しく知りたい人は、プラズマ研究センターのホームページを御覧下さい。

レポート提出について

課題; 
(1) 興味を持った講義の内容についての意見や感想 
(2) 行った実験について
返信用封筒に返信宛先を記入の上、切手を貼り、課題(1)と(2)のレポートと一緒に送ってください。 
送付先; 〒305-8571 つくば市天王台1-1-1
筑波大学数理物質研究科物理学専攻
初貝 安弘
〆切;平成20年8月30日