地学受験経験者が教える、受験地学の勉強法【天文編】

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今回は、タイトルの通り、受験地学における、天文分野の勉強法について解説していきたいと思います。

二次試験を意識した記事ですが、センターなどでも似たようなことが言えると思うので是非ご覧ください。

天文分野といえば、やはり地学の花形でしょう。
これが好きで地学を志している人も多いと思います。ただ、趣味で勉強する天文と、受験地学における天文はちょっと違います。そ
うしたことも考えながら、説明していきたいと思います。

以降具体的な地学用語が度々出てきますが、わからなくても問題ないです。

わからないところは今後勉強する時に意識してみてください(本記事で例に挙げるものは全て超重要事項です)。

1.出題傾向

まずは、受験地学において、どのような天文の問題が出るのか、というところを押さえておきたいと思います。

天文というと、星やら星座やら銀河やらの名前を覚えて云々みたいなイメージがある人が多いと思います。
しかし受験における天文では、そこらへんを覚える必要はあまりありません(常識レベルなものは覚えておいた方がいいですが)。

ではどんな問題が出るのでしょうか。大きく分けて以下の4つ程度ではないでしょうか。

①万有引力やケプラーの法則などを用いた、惑星など運動についての問題

②年周視差やハッブルの法則などを用いた、天体間距離に関する問題

③シュテファン=ボルツマンの法則やウィーンの変位則などを用いた、恒星の放射、質量推計、寿命などに関する問題。

④宇宙の形成史や太陽系の形成史などに基づく論述問題。

だいたいこのような4つの問題の「複合問題」が多いです。単体で出ることもありますが、どれも宇宙についての話ですし、当然絡み合ってきます。また①〜③も必ずしも計算問題だけではなく、定性的な議論に基づいた記述問題も多いです。

時事ネタが出ること(スーパーカミオカンデが話題になった時はニュートリノの問題が出るなど)も多いですが、所詮典型問題の域を出ないことがほとんどです。これは天文や地学だけに言えることではないですが、現行の受験制度が始まってから十分長い時が経っているので、目新しい問題など作れません。

過去問をしっかり解けるようになっておけば、詰まることなどなく、これ解いたことあるなぁ、と思っている間に解き終わってしまいます。

2.分野別出題傾向

上の4つに分けて、具体的にどんな問題が出るのか、どのように考えたらいいのかなどを考えていきたいと思います。

2-1.惑星運動

この手の問題はほとんど物理の問題として解くことができます。万有引力と遠心力あたりがなんなのかわかっていれば詰まることもありません。教科書を読んで、あとは問題演習を通じて慣れれば十分です。

ただ計算問題では、単位に気をつける必要があって、例えば“年”,“秒”,“km”,“光年”,“m/s”などの単位が入り混じって値が与えられることが多いです。これらをごっちゃにして間違えないように気をつけましょう。

一応、万有引力の法則と、ケプラーの法則を確認しておきましょう。

万有引力の法則

距離r[m]離れた、質量m,M[kg]の物質間に働く引力の大きさはF[N]は以下を満たす。

F=G mM/r2

ただしG(6.67×10-11 )[m3・s-2・kg-1]を万有引力定数とする。

ケプラーの法則

惑星の運動は次の3つの法則を満たす

①惑星は、恒星を1つの焦点とする楕円軌道上を運動する。

②惑星と太陽を結ぶ線分が単位時間に掃く面積は一定である。

③惑星の公転周期の2乗と、軌道長半径の3乗は比例する。

2-2.天体間距離

この手の問題は、慣れればただの計算問題です。まず単体で出されることは少なく、他の問題で分量増したいときなどに出されることが多いです。時間をかけずにサクサク解けるように、問題演習を積んでおきましょう。

実際には、赤方偏移などは、物理学的には高度なことを考える必要があったりしますが、受験地学においては、そこまで深く考えなくても、教科書に書いてあることを信じれば良いです。

念の為、ハッブルの法則(最近はハッブル=ルメートルの法則というのが正式名称のようですが)を確認しておきましょう。

ハッブル=ルメートルの法則

天体が観測者から離れる速さを[km/s]、天体と観測者の距離をD[Mpc]は以下を満たす。

v=H0D

ただしH0(≒70.0)[km/s/Mpc]をハッブル定数とする。

2-3.恒星

天体間距離の問題と同様、慣れればただの計算問題で、やはり複合問題が多いです。

ただ、恒星の誕生から消滅までの流れや、核融合反応の仕組みなど、定性的な議論も多く、教科書をしっかり読みこんで、流れをちゃんと理解しておく必要性があります。

例えば、なんらかの方法で天体間距離を求めて、観測される放射から恒星の性質(質量など)を求めるなどと言った複合パターンはよくあります。

2-4.宇宙史

宇宙や太陽系の形成に関する問題を聞かれることがあります。

とはいえ体感では出題頻度は低めの印象ですね。やはり天文の問題は物理っぽい問題が多く、宇宙史の問題が出たとしても、教科書を読んで大体の流れを理解していれば解答することが可能です。

3.まとめ

ここまで地学受験における出題傾向や勉強法などについてみてきました。

なんども言った通り、天文は物理っぽい問題が多く、星を見たりするのが好きで天文やっている人には、ちょっと方向性が違って感じるかもしれませんが、これもまた天文です。

慣れれば安定して解ける問題ばかりなので、教科書読んで、問題解いて、是非慣れてください。

ではまた、他の分野の勉強法記事でお会いしましょう。

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究進塾 編集局

究進塾 編集局
東京・池袋にある究進塾の編集局です。受験指導のプロが大学受験に役立つ情報をお届けしています。 大学受験対策コースはこちらからご覧いただけます。

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