日常に現れる物理学

概算のテクニックについて学ぶ。振動子や粘性抵抗、大爆発のエネルギーなどの具体的な事例を用いて、概算値を推定する技術を身につける。

月が地球に落ちてこない理由や万有引力の法則を理解する。さらに、宇宙が膨張していることやダークマターの問題、インフレーション理論を理解する。

大きさと時間の関係を与える「力学的相似」の概念を理解する。力学的相似の観点から様々な物質や生物のスケーリング則を探求する。

炭酸の泡と物体の破壊を扱う。エネルギーと安定性、泡のエネルギー、しぼむ泡と生長する泡、泡は壁から発生するといったトピックが、破壊力学の基礎であるグリフィス理論と繋がる。

エアコンや冷蔵庫の仕組みについて理解する。深熱機関とヒートポンプの理論、熱機関とヒートポンプの効率の限界について学ぶ。また、冷蔵庫の冷媒のサイクルも理解する。

高校の物理で習う気体分子運動論について解説した後、同じ結論を統計力学で導く。重力中での気体の分布を素朴に計算すると、地球上に気体（空気）が存在しないという不合理な結論が得られる。実際には、なぜ地球に空気が存在するのか考察する。

ゴムの不思議な性質を学ぶ。長い高分子からなるゴムの架橋や伸縮性の秘密、エントロピー弾性とエネルギー弾性の理解を深め、ゴムがタイヤに使われる理由を学ぶ。

日常生活に身近な「どろどろ・ぐにゃぐにゃ」なものの物理学を理解する。様々な物質のレオロジーを通して、固体と液体の区別を再考し、視野を広げる。

つながりの物理であるパーコレーションを理解する。蕎麦打ちから始まり、果樹園の植樹、火災の延焼など、日常生活のさまざまなシーンを例に取り上げ、物理的な見地から視野を広げる。また、動物保護・てんとう虫の模様・伝染病など、自然との繋がりを学ぶ。

熱力学、正規分布、微分方程式、ゆらぎなど、物理学の普遍性を体得する。

宇宙一冷たい「冷却原子気体」について学ぶ。量子力学の奇妙な振る舞い、原子の「波」の大きさと干渉を理解し、原子の冷却方法を学ぶ。

太陽光発電の仕組みを理解するため、エネルギーバンドや導体と絶縁体の知識を学び、真性半導体からn型半導体、p型半導体の違いを把握する。また、発光ダイオードと太陽光発電の関係も探る。

光や物体がどのように進むのか、その原理を理解する。最小時間の経路や最小作用の原理を学び、物理的な現象の解釈を身につける。

アインシュタインの特殊相対性理論について学修する。光の特性、時計と物差しのふるまい、そして仕事と質量の関連性についても理解する。

素粒子の概念と発見過程から始め、クォークの従う量子色力学について学修する。素粒子標準模型の限界についても学ぶ。