広島大 先進理工系 物理 院試 過去問対策｜6回分の一般A解答制作で見えた4問固定と答案の癖

この記事は、広島大学大学院 先進理工系科学研究科 物理学プログラムの募集要項をまとめるための記事ではありません。InshiHubで2021年度一般Aから2026年度一般Aまで、6回分24問の解答TeXを作ったときに見た、問題の並び、画像PDFから読み取った年度別テーマ、答案で説明不足になりやすい箇所を整理します。

広島大物理は、近年かなりきれいに4問構成です。力学、電磁気、量子、熱・統計が毎回そろい、2025年度だけ第1問がネーターの定理寄りの物理数学として出ています。派手な難問を避ける試験ではなく、4問それぞれで「なぜその条件を置いたか」を短く説明できるかを見る試験です。

2021〜2026年度一般Aの24問地図

公式PDFは画像ベースの年度が多いため、InshiHubではOCRとページ画像を照合しながら独自解答を作りました。以下は問題本文ではなく、解答ファイル見出しと解説制作時の観察から作った対策用の地図です。

最初の5分で何を先に取るか

広島大物理は、4問すべてに触る前提で順番を決める試験です。最初に見るべきなのは「得意科目か」ではなく、「答案の冒頭で条件を置けるか」です。

分野別に何を鍛えるか

力学・物理数学

2021の弾性衝突、2022の倒立振子付き台車、2023・2024・2026の振動系、2025の微小変換と保存量を見ると、広島大物理の力学は計算前の設定が重いです。重心系と実験室系を混ぜない、線形化で残す項を明示する、質量行列を落とさない、時間並進からエネルギー、空間並進から運動量が出る理由を書く。この4つを訓練してください。

電磁気学

電磁気は、2021の変位電流、2022の鏡像電荷と誘電体境界、2023の円形コイル、2024の誘電体入りコンデンサー、2025の電磁波、2026の直線電流と誘導起電力まで、毎年設定が変わります。広島大では「公式を知っている」だけでは弱く、どの面で積分するか、境界で連続なのは何か、エネルギー流はどちらへ向くかを答案に出す必要があります。

特に誘電体境界では、電場そのものではなく誘電率を掛けた法線成分が効く場面があります。ポインティングベクトルでは、エネルギーが導線の中を流れるという直感に引っ張られず、電場と磁場の外積の向きを確認してください。

量子力学

量子は得点源にしやすいですが、広島大では規格化と縮退の説明がよく効きます。2021の井戸型、2022の角運動量昇降演算子、2023のランダウ準位、2024の三次元井戸、2025の二次元調和振動子、2026の二電子相対運動を見ると、境界条件、偶奇、縮退度、接続条件、スピン反対称性が繰り返し現れます。

井戸型なら波動関数が壁でどうなるか、有限井戸なら波動関数と一階微分が連続すること、二電子系なら空間部分とスピン部分を合わせて反対称にすることを書きます。最終式だけではなく、状態の数え方と対称性を答案に残すのが広島大では重要です。

熱・統計力学

統計は、2021と2026の調和振動子、2022の局所磁場中の古典気体、2023の熱力学関係式、2024の古典気体、2025の二準位スピン系という流れです。分配関数を書けば終わりではなく、位相空間をhで割る理由、N!を入れるかどうか、エントロピーの積分定数、負温度が計算ミスではない理由まで説明できる必要があります。

2025の二準位系は特に良い練習です。カノニカルでは磁化と揺らぎを計算し、ミクロカノニカルでは状態数と温度の符号を見る。ここを一度答案化しておくと、熱力学極限、示量変数・示強変数、負温度の扱いまでまとめて確認できます。

答案で落としやすい条件

• 力学で、実験室系と重心系、または重心固定条件と並進モードを混ぜる。
• 小振動で、どの項を一次まで残し、どの項を二次以上として捨てたかを書かない。
• ネーター型の問題で、全微分になった量と保存量の符号を混同する。
• 電磁気で、誘電体境界の法線条件、磁場の向き、ポインティングベクトルの向きを説明しない。
• 量子で、規格化、縮退度、偶奇、接続条件、スピン反対称性を式だけで済ませる。
• 統計で、N!、位相空間のh、熱容量からエントロピーを戻すときの積分定数を落とす。
• 二準位系で、負温度を符号ミスとして処理してしまう。

参考書は問題タイプへ戻るために使う

後回しにしてよいもの

場の量子論、一般相対論、素粒子論の細部、実験装置名の暗記は、筆記試験の最初の対策では後回しでよいです。広島大物理の一般Aで先に必要なのは、学部標準の4力を、条件・境界・対称性・極限チェックつきで答案にすることです。研究室訪問や口述準備では志望分野の論文読みも必要ですが、筆記の土台とは分けて進めます。

6か月の演習配分

• 1か月目: 2021〜2026年度一般Aの4問構成を眺め、力学・電磁気・量子・統計の得意順を決める。
• 2か月目: 量子と統計を先に固める。井戸型、角運動量、調和振動子、二準位系を答案化する。
• 3か月目: 力学を補強する。衝突、小振動、基準振動、保存量を、座標設定から書く練習にする。
• 4か月目: 電磁気を補強する。鏡像法、誘電体境界、電磁波、変位電流、誘導起電力を、向きと境界条件つきで解く。
• 5か月目: 6回分を通しで解き、最初に取る問題、中盤で攻める問題、最後に回す問題を毎回記録する。
• 6か月目: 新しい問題を増やすより、説明不足の1行を潰す。規格化、縮退、N!、h、保存量、符号規約を答案ごとに点検する。

よくある質問

広島大 院試 の他専攻ガイド

広島大 大学院 先進理工系科学研究科 物理学プログラムは、数学プログラムと隣接した出題分野です。物理学で身につけた「作用・対称性の宣言→保存則」は、数学の解析・線形代数でも答案の骨格として効きます。下記の同大学他専攻ガイドも合わせて読むと、広島大 院試 全体の出題傾向が見えます。

• 広島大 数学 院試 過去問対策