京都医塾物理科です。
まだまだ残暑が厳しい中、体調に気を付けながら、年度当初に立てた計画通りに学習が進められているでしょうか。「バッチリ！」という人もいれば、「なかなかうまくいかない…」と焦っている人もいることでしょう。
今月は、そのような皆さんそれぞれに向けて、
・夏休みが終わり、受験に焦りを感じ始めた人へ…
・9月の勉強のポイント・学習アドバイス
をお届けします！
夏休みが終わり、受験に焦りを感じ始めた人へ…
- 受験まで時間がない
この時期からは特に、塾や予備校で「受験まであと〇〇日！受験に必要な科目数で割ると、あとこれだけしかないぞ！」と発破をかけられ始められる頃だと思います。「分かっているけど、そう言われると余計に焦ってしまう…」とうんざりしている人も多いのではないでしょうか。気持ちはとてもよく分かります。焦りのせいで勉強に手がつかなくなってしまえば、元も子もありません。
一呼吸おきましょう。今までにやってきた教材を取り出してください。ノートに書いてきた自分の文字を見つめ、ここまでの努力に思いを馳せてください。少なくない勉強を積み重ねてきたはずです。一日まるごとかけて、復習も兼ねてやってきたことを振り返るのもよいでしょう。確かに自分は前に進んでいるという実感を得たら、次の一歩を踏み出してください。
- 模試が悪かった
「模試もぱっとしない…こんなんじゃあ本番で合格点なんて取れるわけない…ああ、どうしたらいいんだ…」
皆さんのなかにも、このような気持ちになっているという人もいるのではないでしょうか。まず、お伝えしておきたいこととしては、こうなってしまうこと自体は決して珍しくありません。むしろ、普通の反応です。現時点で満足な成績が出ているのであれば、まさに「今」試験をすれば合格してしまいます。合格レベルには、その試験日当日に到達できればよいのです。明日いきなり、本番と同レベルの問題が解けるようになる必要はありません。そこまでの道のりは、一歩一歩踏みしめてください。夏の勉強の成果が結実するのは、秋も深まってからです。
- 何をすべきか分からない
ここまでの内容を順に読んでいただけたら、お分かりになると思います。つまり、皆さんが今からすべき勉強は、これまでやってきた勉強の続きにあります。見失ってしまったのであれば、今までにやってきた教材を取り出してください。そして、それからやることは…前述の通りです。
9月の勉強のポイント・学習アドバイス
ここまで順調に勉強が進んでいる人は、この夏で電磁気の半分程度（電気分野）を終えていることと思います。そうであるならば、この9月から、残り半分の磁気分野に取り掛かりましょう。
皆さんは磁気分野の最初を学習したあたりで、このように思ったことはないでしょうか。
「電気分野はまだ何とか分かるんだけど、磁気分野はさらに公式がたくさん出てきて、もうわけがわからなくなってきた…。そもそも、磁場って何なんだ？」
理解が追い付かない中で、覚えるべき公式だけがいくらでも増えていくので、投げ出したくなる気持ちはよくわかります。ですが、一度グッとこらえて、やはりいつものように定義から整理してみましょう。
磁場とは、「『運動する電荷』に力を与える空間」です。定性的に、電荷は磁場中を運動しているとき、その速度と磁場の両方に直交する方向に力を受けます（「フレミングの左手の法則」は、この関係を分かりやすく述べたものです）。定量的には、磁束密度Bの磁場中を、電荷qが速度vで磁場と直交する方向に動くとき、磁場から受ける力の大きさfは「f=qvB」となります（磁場と速度が斜めであれば、なす角をθとして「f=qvBsinθ」となります）。
以上の定義をもとに、電流が磁場から受ける力「F=IBl」を導いてみます。（導体中の）電流は、ミクロにみると自由電子の運動に還元されます。そのため、まず自由電子が磁場から受ける力を考えてみます。すると、自由電子の電荷は-eなので、磁束密度Bの磁場中を速度vで動くとき、磁場から受ける力の大きさfはf=evBとなります。
ここで、導体を断面積S、長さlの円柱とすると、単位体積あたりの自由電子の個数をnとして、導体中の自由電子の総数はnSlであるため、自由電子が磁場から受ける力の大きさの総和Fは、F=nSl×f=nSlevBとなります。
一方で、導体中の電流の大きさIは、ある断面を単位時間あたりに通過する電荷を考えて、I=enSvです。したがって、Iを用いてFを表すと、F=enSv×Bl=IBlとなります。
いかがでしょうか。一言で言えば、「磁場の定義はf=qvBで、ここからF=IBlが導出される」ということです。もし、今までは単に公式を丸暗記していたということであれば、少しつながりが見えてきたのではないかと思います。こういったことをきっかけにして、一つ一つの知識を結びつけていき、もう一度問題に立ち向かっていってください。物理も残すところ、あと少しです。
