【あるある？】大学物理でつまずきやすいポイント7選！

筆者が大学物理でつまづいた、何となくモヤモヤした、というようなポイントをランキング形式で紹介します！読んでくれたらうれしいです！

「わかるわー！」って人も「よくわからん！」って思った人もぜひスキしてください！

7位 波動方程式

力学で唐突に出てくる二階偏微分方程式
「これが波を表してます」と言われたり、一般解を求めても「だからなに」って感じ
自分は、フーリエ変換などの知識をもってからイメージをつかめたが、大学大学一年で急に出てきて素直に受け入れられる人はどれくらいいるのだろうか
ちなみに、物理をしている限りずっと出てくる。

6位 スカラー、ベクトル、テンソル

テンソルは別として、スカラーとベクトルは高校時代から当たり前のように使っていたが、特殊相対論で再定義される。（御幣があるかも）
まあそれだけっちゃそれだけ。
「テンソル」は大学に入って初めて出てきた言葉なのでなじみが薄いうえで再定義されると、少しよくわからなくなる。
冷静に考えると、よくできてるなーとも思うが、勉強し立てだと脳が受け付けない

5位 電磁ポテンシャル

マクスウェル方程式までは問題なく進められる人も多いだろう。
しかし、こんなわかりやすい式をなぜかごちゃごちゃ変形し新しい方程式を作りやがった。
しかも謎の「ローレンツ条件」とかで強引に式を綺麗にする。
もしこれ習い立ての大学生が読んでいるなら伝えたい。
一年後には何の躊躇もなく使ってるし、この美しさからもっと物理が好きになってる。

4位 カノニカル分布

ミクロカノニカル分布などの考え方全般。
これは使っていた教科書が自分に合っていなかっただけだと思われる。冗長な説明で読んでいていまいち何をしたいのかわからなかった。
その後、演習書にある説明を読んだら結構すんなり理解できた。
これを書くか迷ったが、苦労したことは間違いないし、本には相性があることを身に染みて分かった経験なので一応ランクイン

3位 状態密度

物性（固体）物理の最初の方で必ず学ぶやつ。波数空間で物事を考えるのに慣れていないため、イメージするのに苦戦した。
でもこういうのって自分も含めみんな気が付いたらできるようになってる。なんかすごいよね。
正直何が難しかったかあまり覚えていないだが、モヤモヤしていたのは確か。

2位 アイソスピン

陽子と中性子を同じ粒子とみなす？？？おいおいまてよ、昔の人ならともかく現代の人は別の粒子だって知っているぞ。
そう思わざるを得ないこの概念。最終的にはu,dクォークで分類分けする。
普通のスピンと同じように扱うが、それをやる意味も分からない。
考えすぎるとスピンが何だったかわからなくなる。
個人的には割と沼だった気がする。どの本をよんでもアイソスピンに関する丁寧な説明がされていないように感じた。
でも、概念がわかった今、昔の自分にどう教えるかと聞かれると参考書と同じ説明をしてしまう気がする。
実際は粒子の分類分けに便利だし、対称性も見られるので必要な概念

1位 Lie群,Lie代数

圧倒的一位
量子力学をしていたら唐突に数学が始まる。
入学は物理学科で、数学も頑張ろうと思っている人も多いが、大半は二年になる頃には面倒になってやめている。(そのころから「厳密性」という言葉から離れていく)
そこで急に出てくる「群論」
まず、自分のような物理学科の人は記憶力がごみ（個人差あり）なので定義を覚えるのが少し大変。頑張って定義を覚えて一通り学習してもいまいちイメージがつかめない。
何より恐ろしいのが、頑張って理解（多分）しても、一か月後には忘れているということ。
今、何も見ないで説明しろと言われても、無理な気がする。
数学が得意な人はすんなり理解できるのかもしれないが、筆者は割と時間を要した。

番外編　極座標ラプラシアンの導出

ただの肉体労働
何の変哲もない計算をぼーっとし続ける。間違いがあるとそれを探すのも大変。集中してやればそんな時間はかからないが、体が拒否反応を示す。
物理学科の学生は一度はやる計算地獄
これに関しては絶対に「あるある」なので、書きたかった

感想

今思い返すと、昔理解できなかった概念でも時間がたてば、なんやかんやで理解しているもんなんだなーと実感した。
それと同時に、勉強は辛抱強くやれば大体のことは理解できると強く思ったし、勉強で苦しんでいる高校生等にこのことを伝えたいと感じた。