― 高校で学ぶ物理が、未来の技術につながる ―
電気、磁気、波動、原子。
高校の物理や化学で学ぶこれらの基礎は、
私たちの身の回りにあるさまざまな技術を支えています。
機能デバイス物理コースでは、
物理の基礎をもとに、社会で使われる「デバイス（電子機器）」の仕組みを学び、未来の技術を開拓します。
機能デバイス物理コースとは？
このコースでは、電気・磁気・音・光・物質の性質といった物理学の基礎を出発点として、
- スマートフォンや電子機器
- センサーや計測装置
- 医療・環境・エネルギー技術
などを支える 機能デバイスの原理と応用を学びます。
「なぜ電気が流れるのか」
「なぜ光るのか」
「どうして小さな装置で測定できるのか」
そうした疑問を、実験と理論の両方から理解していくことがこのコースの特徴です。
高校で習った物理・化学とどうつながる？
機能デバイス物理コースで学ぶ内容は、高校で学ぶ物理・化学と深くつながっています。
電気・磁気
電場・電流・電圧・磁場・電磁誘導・電磁波
応用例： 電子回路、磁気センサ、強力磁石、情報記録機器、計測技術など
高校で学ぶ電流や電圧の考え方は、スマートフォンやパソコンに使われている半導体メモリの基礎です。半導体メモリでは、電圧によって電子の状態を制御し、その違いを 0 と 1 に対応させて情報を記録します。このような電気を精密に制御する技術が、情報社会を支えています。また、電流が流れると磁場ができることや、磁石が物を引きつけたり、力を及ぼしたりすることを発展させ、物質中の電子の運動や電子のもつ磁石の性質に着目することで、ネオジム磁石のような強力な磁石の開発につなげることができます。これらは電気自動車のモーター、風力発電、MRI装置など、高効率・高性能な機器に不可欠な技術です。
波動（音・光）
反射・屈折・干渉などの波動（音・光）の性質
応用例： LED、光ファイバー、光センサ、通信技術、医療機器、次世代ディスプレイなど
高校では、音や光が「波」として伝わり、反射や速さの変化が起こることを学びます。超音波診断装置は、この波の性質を利用しています。人の耳には聞こえない超音波を体内に送って、臓器などの境界で反射して戻ってくる波を検出して解析することで、体内の構造を画像として映し出します。放射線を使わないため安全な検査方法として広く使われています。また、液晶ディスプレイは光の進み方を制御することで明るさや色を表現し、この仕組みによってテレビやスマートフォンの画面を表示しています。光の性質を理解することは、見やすく省エネルギーな表示技術の開発につながります。
原子・電子・物質（化学）
原子の構造、電子・量子の振る舞い、元素周期表、分子、化学反応
応用例： 半導体や磁性体、新材料、ナノテクノロジー、量子デバイス、省エネルギーデバイスなど
高校の物理や化学では物質がとても小さな原子からできていることや、原子の中の電子が物質の性質に関係していることを学びます。これを発展させて、原子の並び方や電子の動きを制御することで、これまでにない新しい機能をもつ材料を作ることができます。例えば、電圧をかけると磁石に変わる材料や、光を効率よく吸収・発光する材料が開発されています。また、AI社会を支えるCPUやメモリといった半導体ハードウェアや、情報を記録するストレージなどに用いられる材料もこれらの考え方が元になっています。こういった材料の開発には、物理だけでなく元素の性質や化学反応といった化学の知識も重要で、元素周期表が大きな手がかりとなります。
高校で学んだ内容が、大学での専門的な学びへと自然につながっていきます。
物理が、社会を支える技術につながる。
機能デバイス物理コースで、「物理の面白さ」を「将来の力」に変えてみませんか。
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