“ナノテクノロジー”とは，分子ほどの小さなサイズの物質を扱う技術の総称であり，このような非常に小さなサイズの物質をナノ材料と呼びます。通常，我々が目にするありふれた素材でも，ナノサイズまで小さくすることで，これまでにない新しい機能を発現することがあります。
そういった点で，ナノ材料に関する研究は私たち研究者にとって魅力的であり，また，我々人類の社会においても新しい技術革新の可能性を秘めているのです。

例えば，私たちが通常目にする“金”は名前の通り“金色”を呈しますが，金をナノメートルサイズの粒子にすると，鮮やかな“赤色”を呈するようになります。更に，それだけではなく，吸収した光エネルギーを補足するという，分子では成し得ないような不思議な特徴を持つようになるのです。
金属ナノ材料を化学の力でうまく合成し，思い通りに組み立てることができれば，きっと光エネルギーを自在に操る技術が確立されるでしょう。そうすれば，この技術を基にして，これまでにない高性能な太陽電池や，副作用のない癌治療等技術が発展するかもしれません。
このように，ナノ材料の研究は未知の可能性を秘めた研究分野であり，私たち人類にとって必要不可欠な技術をもたらす原動力になりうるのです。

日本でも風力発電所が各地で建設されるようになってきました．
その多くは，平原，洋上等の人口の少ない地に建設されており，日本の風力発電の割合は全発電量の1％に過ぎません．

この講義では風の持つエネルギーをどの程度電気へ変換できるか試算し，太陽光発電のように各家庭でも風力による発電を利用できるか検証します．

近年，ブラックホール連星の衝突合体から放出される重力波や，光を用いたブラックホールの観測が行えるようになってきています。
ブラックホールや重力波の放出は相対性理論によりその存在が示唆されており，間接的には様々な方法で検証が行われてきましたが，科学技術の発展により，ついに直接的な観測が行える時代になりました。相対性理論は，身近なものである携帯電話やカーナビで使われているGPSにおいても欠かせないものです。

この講演では，相対性理論のうち特殊相対性理論と呼ばれる，高いエネルギー状態にある物体の持つ速度やエネルギーに関する理論を簡単に説明します。次に，物体に高いエネルギーを印加させる加速器装置を用いると強度の高い光が生成できることを紹介します。
実は，X線を含む多くの領域で強い光を生み出すためには相対性理論が重要となり，また，こうして作られた強い光は材料開発を含む産業の促進にも貢献しています。講演では数式をできるだけ使わないで簡潔に説明を行います。

温度計は，身近な様々な場所で活躍している。体温を測る，お風呂の温度を測る，オーブンの温度を測る等である。その一方で，温度をどうやって測定しているのか，という部分は表立っていないことが多い。

そこでこの授業では，温度を測る様々な手法を紹介し，その方法を物理的な観点，特に熱力学や物性物理学の観点から学ぶ。その際，二つの異なる金属を用いて温度を測る，熱電対を用いた実演を交えながら，温度を測る仕組みを共に理解する。

物質を構成する原子が十分なエネルギーを得ると，原子から電子が離れ，イオンと電子が自由に運動する状態となります。
この状態をプラズマといい，固体・液体・気体に続く，物質の第四状態とも呼ばれます。宇宙空間に存在し，観測可能な物質のほとんどがこの状態にあり，私たちの身近にも，太陽や稲妻，炎，蛍光灯などプラズマが存在します。
プラズマの研究は，原子核同士が融合する反応を利用した新たな発電方法の開発をはじめとして，宇宙物理学や医療・産業分野での応用など多岐にわたり盛んに行われています。

この講座では，演示実験を通してプラズマの性質を解説します。また，日本大学理工学部物理学科で行われている研究についてもいくつか紹介します。