宇宙物理学教室  学部教育案内


1. 宇宙物理学を専攻しようとする諸君へ  〜履修科目選択についてのガイド〜
2. 宇宙物理学教室・附属天文台が提供する講義一覧
3. 物理科学課題演習C
4. 物理科学課題研究S
5. 系登録について
6. 宇宙物理学教室/附属天文台で行なわれている研究の紹介


宇宙物理学を専攻しようとする諸君へ  〜履修科目選択についてのガイド〜



このWWWページ上の情報は古いことや間違いがある可能性がある。 最新の情報は常に最新版の「教科の手引き」・「教務連絡」を参照するように。

 宇宙物理学とは,宇宙の様々な場所で起こる諸現象を物理学的手法で記述し,我々の住む自然世界に対する理解をより一層深めることを目的とする学問である。その対象は太陽活動,星・惑星系の形成・進化から,星間現象,銀河の形成・進化,さらには宇宙の大規模構造やその進化を考察する宇宙論まで極めて広い。特に近年はすばる望遠鏡に代表される技術革新が目覚ましく,最新の観測データが既存の概念をくつがえすこともある。さらにそれは,新たな理論構築やコンピュータシミュレーションを促し,時には基礎物理学法則自体の見直しすら迫る場合もある。一方で,宇宙における生命の起源といった新しい学問的課題も生まれつつある。宇宙物理学は,近年最も急速に発展しつつある分野の一つと言える。

 このように幅広い分野であるから,必要とされる基礎物理学の知識も古典力学,電磁気学や流体力学から量子力学や原子(核)物理,さらには特殊及び一般相対論と多岐にわたる。従って,この分野を志望する学生には数学及び基礎物理学各分野の幅広い知識の修得が望まれる。また,近年の宇宙物理学の進展は最新観測データによって切り拓かれる場合も多く,観測手法や技術に関する学習も不可欠である。以上のような観点から,当教室では以下のような学部教育を行っている。なお,各講義のシラバスは全学生共通ポータル(https://student.iimc.kyoto-u.ac.jp/)に加え,次のURLを参照のこと。 http://www.scphys.kyoto-u.ac.jp/education/syllabus.html および http://www.kusastro.kyoto-u.ac.jp/kyomu/

1回生段階
 宇宙物理学の対象は極めて広いので, 目先の興味にとらわれたり自らを限定することなく, 幅広くバランスよく知識を習得することが重要である. また,理論と観測が密接に関連した分野であるため, 理論を志す者も観測の基礎知識を習得し, 観測を志すものも基礎物理学をしっかりと学んでおくことが必要である.
 特にクラス指定講義のうち, 微積分学や線形代数学などの数学, 物理学基礎論,物理学実験などの物理学, および 情報基礎,コンピュータ基礎演習 は履修することが望ましい。

2回生段階
 天文学概論 では,現代天文学の方法と,それによって明らかにされている宇宙諸現象を概説し, どのような未解決問題があるのかについても触れる。
 観測天文学 では,様々な観測手法や技術を紹介し,科学的なデータが得られるまでの過程を概説する。 一方この2回生段階で,
 解析力学1・2,電磁気学続論,電磁気学A,振動・波動論,量子力学A,統計力学A,
 物理のための数学1・2,微分積分学続論I・II
などの基礎物理学及び基礎数学を修得しておくことが望ましい。 これらは,宇宙物理学の研究を行う上で前提となるものである。 また,計算機関係の習練も極めて重要である。 シミュレーションのような研究はもちろん, 観測装置の制御と膨大な観測データの処理にも計算機は不可欠の道具となっている。

3回生段階
 基礎宇宙物理学I・IIでは,2回生までに得られた 基礎物理学の知識を駆使し,宇宙における基本的な物理現象を学習する. これらは3回生後期(
 太陽物理学,恒星物理学,惑星物理学 )〜4回生(
 銀河・星間物理学,観測的宇宙論 )のより高度で専門的な講義や演習への基礎となる。 また,
 量子力学B・C,電磁気学B・C,統計力学B,連続体力学 などの基礎物理学(演習も含む)を修得しておくことが望ましい。 これらは4回生対象のより高度で専門的な講義や演習への基礎となる.
課題演習C1・2・3・4の内容は計算機関連の基礎知識習得と観測実習である。
 課題演習 C1 では計算機に関する基礎的な技術・知識を習得し、
 課題演習 C2・3・4 ではゼミナールと演習による知識の拡充と観測実習を行う.

4回生段階 専門科目の講義(上述)に加えて,より実際的な研究実習を
 課題研究 で行う。
 S1では主として装置開発的, S2・3・4では主として観測的, S5では主として理論的な研究トピックを扱う。




宇宙物理学教室/附属天文台の提供する講義

こちらに。

物理科学課題演習 C


C1 数値計算・シミュレーション で前期において,計算機に関する基礎的な技術・知識を習得するための演習を行う。 また,理論宇宙物理学を想定し,計算機を用いた簡単な問題演習にも取り組む。

後期は,宇宙物理学教室,花山天文台の望遠鏡等を用いて,以下の実習を行う。

C2 観測機器
 簡単な観測装置の製作・組み立てを通じてエレクトロニクス・光学の基礎を学ぶ。

C3 星・銀河の世界
 星または銀河などの測光撮像観測を行う。観測・データ解析の方法を学ぶとともに, データからどのような物理量が得られるかを学ぶ。

C4 活動する太陽
 太陽の分光観測を行う。花山天文台の太陽望遠鏡を用いて,可視光分光観測の基礎を学ぶ。これをもとに,最新の太陽活動現象の観測データの解析も試みる。

 なお、課題演習Cと特に関連の深い講義科目は天文学概論、観測天文学、 基礎宇宙物理学I・IIである。

2017年度課題演習向けガイダンスでのスライド
2017年度ガイダンス資料のページ,

2014年度課題演習向けガイダンスでのスライド
C1, C2, C3, C4


物理科学課題研究 S



S1 装置開発
 可視光から赤外線にわたる観測装置が,すばる望遠鏡をはじめとする 最先端の観測天文学で用いられている。 これらの開発に必要なデータ取得,エレクトロニクス,機械工作,真空,光学 などに関する基礎的な知識と技術を学び,研究に取り組む。 装置を試作し,データ収集を行ってみる。

S2 太陽物理
   表面の活動現象を具体的に解析出来る唯一の恒星である太陽について, その動的な大気構造と活動現象を観測し,研究する。 初めに基本的な文献を講読した後,飛騨天文台太陽望遠鏡とスペース観測などで 取得された太陽活動現象の最新の観測データを, 宇宙磁気プラズマ現象の基礎物理過程を明らかにするという観点から解析する。

S3 恒星とブラックホール
 本課題研究では,以下のいずれかまたは両方を柱として研究を進める。 (1)最新のX線天文衛星のデータを用いてブラックホールなど コンパクト天体における降着流の研究を行い,X線天文学の基礎を学ぶ。 (2)可視分光観測により,広い意味での恒星の活動現象を調べ, スペクトル解析法を習得する。論文などの講読により基本的知識を修め, その後,実際に観測とデータ解析作業を行う。

S4 銀河
 銀河は多数の星とガスなどから成る一つの構造体である。 この課題研究では,銀河の構造,銀河における星生成,銀河形成進化, 活動銀河核等から研究課題を選んで, その課題について,観測あるいは観測データの処理や解析を通して,研究を進める。 最初は,基本的な文献をゼミ形式で読み, その後実際にデータに触れるという形で進めることが多い。

S5 理論宇宙物理学
 研究実習に挑戦することで宇宙物理学の理論的研究の最前線に触れ, 研究の手法を学ぶと共に宇宙に対するより深い理解を目的とする。 トピックは主に当教室の理論分野スタッフがカバーする領域 (銀河や銀河団などの形成進化,超新星やガンマ線バーストなどの高エネルギー現象, 観測的宇宙論など)となる。研究実習の前に導入としてゼミナールを行う。

2017年度課題研究向けガイダンスでのスライド
2017年度ガイダンス資料のページ

2014年度課題研究向けガイダンス(2013.12.4)でのスライド
S1, S2, S3, S4

2012年度課題研究向けガイダンス(2011.12.6)でのスライド
こちらにまとめて。



系登録について


宇宙物理学教室 (物理科学系 宇宙物理学専門分野)
系登録の定員 (つまり、課題演習C の定員): 

11名

登録のための条件:

系登録の一般条件と同じ。
ただし、 宇宙物理学、物理学、数学から24単位以上を強く推奨。


宇宙物理学教室の系登録における選抜方針

宇宙物理学教室では、定員を上回る学生が系登録を希望した場合、
主として成績をもとに選抜を行なっています。以下にその選抜方法を説明します。

1. 課題演習C1(前期)、C2・C3・C4(後期)については、まとめて「宇宙物理課題演習」として
   選抜を行ないます。すなわち、後期に三つの課題演習のうちどれを希望するかによって
   合否が左右されることはありません。ただし、系登録後に合格者を三つの
   課題演習に振り分ける際に、希望者の多い課題演習では成績上位者を優先
   し、オーバーした学生には第二志望の演習に回ってもらうことがあります。

2. 原則として、成績のみで選抜します。
   その際考慮する成績とは、
       a. 総単位数
       b. 宇宙物理学教室が推奨する科目の履修状況(推奨科目とは、このページ
         最上部「履修科目選択についてのガイド」に挙げられているものを指す。)
       c. 各履修科目の成績(宇宙物理学教室の推奨する科目を重視)
    の総合です。(三つのうち、どれが重視されるかは特に決まっていません。)

3. 上記成績に加え、「なぜ宇宙物理学を志すのか」と題する作文(1000字前後で志望動機や
   自己PRを含む)を書いてもらうように個人的に連絡をする場合があります。
   その場合、作文などから判断される適性と将来性を加味して、総合的に判断して選抜します。
  




宇宙物理学教室/附属天文台で行なわれている研究の紹介

こちらにあります。