美本物理学专业详细介绍

物理学专业是一门解释世界是如何运作的,宇宙是如何构造的科学学科。论到学物理的刻板印象,大概是“高精尖”,“搞科研,拉经费,入不敷出”,“不善言辞,为人呆板”之类,其实真实情况并非如此。

今天,我们就来为学物理的人正名

01什么是物理学

物理学是研究物质、能量的本质与性质的自然科学。因为物质与能量是所有科学研究必须涉及的基本要素,所以物理学也是自然科学中最基础的学科之一。学生们还需花时间在实验室里完成实验。

从亚原子粒子到整个可见宇宙,与物理学相关主题的范围很广,物理学专业的学生有大量的内容需要探索和学习。物理学专业的学生通常还计划学习物理与其他科学之间的联系,如天文学、化学和生物学。

物理学研究方向

物理学的研究包括理论研究、 实验研究,以及观察研究。具体的领域视学校具体设置而定,主要研究方向有:

原子物理:研究高温等离子体微观过程研究,原子分子团簇的结构、光谱和碰撞过程研究,高电荷态离子相关物理,激光与物质的相互作用,材料的物理设计及制备,分子纳米物理。

生物物理学:生物物理学由物理学与生物学相互结合而产生的交叉学科。生物物理学是运用物理学的理论、技术和方法,研究生命物质的物理性质、生命过程的物理和物理化学规律,以及物理因素对生物系统作用机制的科学。

凝聚态物理:研究凝聚态物质的结构和组成粒子(如原子、分子、离子、电子)之间相互作用与运动的规律并阐明其性能和用途的科学。

宇宙学:将宇宙作为一个整体来研究的科学分支统称为宇宙学。

高能物理学:又称粒子物理学或基本粒子物理学,它是物理学的一个分支学科,研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质,和在很高的能量下这些物质相互转化的现象,以及产生这些现象的原因和规律。

计算物理学:计算物理是计算机科学、计算数学与物理之间的新兴边缘学科,是公认的与理论物理、实验物理并列的物理学第三大支柱。

天体物理和天文学:运用物理、数学、化学等方面的理论和方法研究宇宙中天体的起源、演化和死亡。主要包括天体的形态,内部结构,物理状态,化学成分,相互关系等。

光学物理:主要研究量子光学、非线型光学、高分辨率光谱学等方向。

应用物理:突出物理学在光通信与光信息科学、物理电子学与光电子领域内的应用,以纳米材料和器件、光电子器件,微电子,物理电子学以及电子技术为主。

03课程设置

Modern physics 近代物理Classical mechanics 经典力学Electricity and magnetism 电磁学Thermodynamics 热力学Statistical mechanics 统计力学Quantum mechanics 量子力学Computational physics计算物理学Advanced laboratory 高阶实验Solid-state physics 固态物理学Electronics 电子学Nuclear physics 核物理学Wave motion 波动Particle physics 粒子物理学Optics 光学Acoustics 声学

本科物理学课程为学生提供了现代物理学基础的广泛培训,确保他们有从事研究生学习和基础研究职业的基础。所有加州理工学院的本科生都必须完成三个学期的物理学入门课程,尽管大多数选项需要额外的物理学知识。那些选择物理学选项的学生将继续更深入地研究该学科。

大二阶段的课程探讨波、量子力学和统计力学。大三和大四的选修课程使学生能够通过广泛的调查课程以及更有针对性的实验室学习和研究来探索他们的特殊兴趣。

强烈鼓励所有PMA本科生在暑假和学年期间积极开展研究。学生在课堂外所做的物理学工作通常会获得学术学分。此外,许多物理学本科生至少完成一个夏季本科生研究奖学金(SURF)。

03院校介绍

Stanford University 斯坦福大学

斯坦福大学物理本科课程主要是帮助学生打下古典和现代物理的坚实基础。该课程的目标是培养定量问题解决技能和构思实验、分析和解释数据的能力。这些能力是通过课程工作和进行独立研究的机会而获得的。该项目为学生未来在政府或私营部门从事定量和分析思维领域的工作做好准备。

Caltech加州理工学院

加州理工学院本科物理课程为学生们提供现代物理基础方面的广泛培训,确保他们继续深造和从事科学研究的学术基础。所有加州理工学院的本科生都必须完成三个学期的物理入门课程,尽管大多数课程路径都需要额外的物理课程,而那些选择学习物理专业的学生会继续更深入地学习这门学科。

Harvard University 哈佛大学

哈佛物理系的本科项目,每年会录取50-60位学生,是学校中人数相对较多的一个专业。哈佛物理系课程的特点是比较灵活,因为40-50%的哈佛物理学毕业生未来都会在物理或相关领域的研究生院学习。其余的同学则会有其他的职业发展,包括去医学院、法学院或商学院深造或直接就业。

MIT 麻省理工学院

世界公认的最好的理工大学,被誉为“世界理工大学之最”的美称,当之无愧。麻省理工学院本科阶段的物理课程要求学生通过其核心要求获得对基础物理的深刻概念理解。学生可以从两个选项中选择一个来完成学位课程,即灵活课程路径(the Flexible track)或焦点课程路径(the Focus track)。两种选择都可以获得相同的学位,即物理理学学士学位。

这两种选择对于任何打算申请物理研究生院的学生来说都是不错的准备。灵活课程路径是以一系列严格的基础物理内容为课程基础,焦点课程路径包括三门量子力学、36个学分的实验课程,以及一篇毕业论文,为学生们的物理学职业生涯做好了充分准备。

Princeton University 普林斯顿大学

普林斯顿大学的物理专业不仅为同学们的物理学职业生涯打好基础,还为他们在其他许多领域工作做好了准备。普林斯顿大学物理系的校友可以在学术和工业物理研究职位以及咨询、医学、法律、教学、生物技术、工程领域找到自己的一席之地。

UC Berkeley 加州大学伯克利分校

加州大学伯克利分校的物理学拥有悠久的历史,1931年顶尖物理学家劳伦斯(Ernest Lawrence)在伯克利创造发明了回旋加速器,开辟了高能物理时期。伯克利的理论物理学和试验物理研究领域包含天体物理学、原子物理学、分子结构物理、生物物理学、凝聚态物理、宇宙射线、微观粒子与场论、电力能源和資源、核反应与等离子技术、地球年代学、量子论、超低温物理学、数学物理、高能物理、电子光学与激光器谱、室内空间物理、统计力学。

04物理学的就业方向

非常多的行业都会涉及到物理学知识。比如光电工程需要物理学,航天工程需要物理学,半导体工程需要物理学,传统产业需要物理学,生命科学产业需要物理学,集成电路需要物理学,互联网需要物理学,甚至连金融产业都会找物理学的毕业生去开发算法。主要跟大家讨论几个与物理学比较直接相关的发展,这些发展都主要偏向应用物理。

如果想进入硅谷创业,其实物理专业的机会非常多。材料学就是非常热门的分支,纳米材料、石墨碳、光伏材料、电磁材料等都是科技产业每天都在讨论的议题。这些高科技材料的发展很容易得到风投注目,你也容易因此在硅谷开创精彩的人生。

物理学在美国是一个相较容易就业的专业。因为物理背景的毕业生既有不俗的数学基础,又具备工程领域的根基。许多物理出身的人都普遍受益于这两点。

另外,美国就业对口本科专业这件事情相较国内来说,并不非常设有限制,除了少数例如会计、法律、医学等专业毕业生外,大部分的本科毕业生都可以跨专业就业。物理毕业生因为不同领域知识结合面很广,很受热门产业的欢迎

一些提供空间和天文学相关岗位的机构组织,包括博物馆和天文馆,也需要找到许多物理学毕业生在大学内进行研究教学,或者在一些学术机构的实验室和天文台工作。提及一个比较特别的发展——天文和航天研究

天文研究其实是天体物理学的分支,工作本质是研究宇宙,操作无线电望远镜和光学望远镜,从全球卫星和航天器收集数据。

该部门部分职位的工作职责主要包括调查研究新材料和新技术,测量现有材料和技术的性能,以及解决航天器在设计阶段的遇到的各种问题。所以如果你目标就是在NASA、天文台这种航空、天文单位工作,那么物理学会是你主要的选择。

【竞赛报名/项目咨询请加微信:mollywei007】

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