美國讀研--物理專業(yè)介紹

1.1 專業(yè)簡介

物理學(physics)是研究物質結構、物質相互作用和運動規(guī)律的自然科學，是一門以實驗為基礎的自然科學。

理論物理和實驗物理的區(qū)別：

所有物理學家都研究物質和能量的相互作用。 實驗物理學家測試這些相互作用如何在原子級發(fā)生的想法，并且將成果應用于醫(yī)學和核技術。理論物理學家利用數(shù)學來創(chuàng)建模型，解釋管理物質和能量相互作用的所有因素。

(1)理論物理

研究手段：

需要大型計算機進行計算和建模，也可能只需要微積分和三角函數(shù)的數(shù)學工具。

職責：

宇宙的本質是理論物理學家的主要焦點。引力，時間的本質和宇宙的起源都是這些科學家探索的主題，但這些專業(yè)人士通常專注于某一個領域。他們的研究成果發(fā)表在科學雜志上，通常任職于大學里。NASA等聯(lián)邦機構也可能雇用理論物理學家。他們的大部分工作都在辦公室，涉及使用數(shù)學來描述關于宇宙基本規(guī)律和原理的觀察。愛因斯坦就是一位理論物理學家。

理論物理學家的工作職責包括：

Ø 使用計算機對宇宙的物理屬性進行建模

Ø 將他們的數(shù)學分析與同行們的數(shù)學分析進行比較

Ø 對復雜的自然現(xiàn)象做出預測

Ø 在科學會議上發(fā)表論文

(2)實驗物理

研究手段：

使用強大的設備，如粒子加速器，激光器，望遠鏡和輻射監(jiān)視器等等

職責：

原子結構，光的性質，超導體和核能都是實驗物理學家探討的課題。他們設計實驗來測試物理和能量相互作用的理論，并以特定的方式使用先進的設備。他們的研究主要應用在醫(yī)學，制造業(yè)，替代能源技術和軍事。他們的大部分工作都是在實驗室進行。醫(yī)學研究公司，大學和聯(lián)邦政府雇用實驗物理學家。

實驗物理學家的工作職責包括：

Ø 開發(fā)工業(yè)中使用物質和能源屬性的方法

Ø 監(jiān)測和評估使用核技術的輻射水平

Ø 分析特定儀器的效率數(shù)據(jù)

Ø 建立航空用材料的物理標準

1.2 專業(yè)分支

1.原子物理：研究高溫等離子體微觀過程研究，原子分子團簇的結構、光譜和碰撞過程研究，高電荷態(tài)離子相關物理，激光與物質的相互作用，分子納米物理。

2.生物物理學：生物物理學是運用物理學的理論、技術和方法，研究生命物質的物理性質、生命過程的物理和物理化學規(guī)律，以及物理因素對生物系統(tǒng)作用機制的科學。

3.凝聚態(tài)物理：凝聚態(tài)物理則是研究凝聚態(tài)物質的結構和組成粒子(如原子、分子、離子、電子)之間相互作用與運動的規(guī)律并闡明其性能和用途的科學。中國學生主要的申請方向之一，北大和南大在這個領域非常強。

4.宇宙學：將宇宙作為一個整體來研究的科學分支統(tǒng)稱為宇宙學。對于宇宙學家來說，有關宇宙的構造和歷史方面的問題其實就是有關萬有引力作用的問題。

5.高能物理學：高能物理學又稱粒子物理學或基本粒子物理學，它是物理學的一個分支學科，研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構性質，和在很高的能量下這些物質相互轉化的現(xiàn)象，以及產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因和規(guī)律。傳統(tǒng)方向，也是申請較多。前五十的學?；径加凶龈吣芊较虻睦蠋煟迨酝夂苌?。

6.計算物理學：計算物理是計算機科學、計算數(shù)學與物理之間的新興邊緣學科，是公認的與理論物理、實驗物理并列的物理學第三大學科。

7.天體物理和天文學：天體物理學就是運用物理、數(shù)學、化學等方面的理論和方法研究宇宙中天體的起源、演化和死亡。天文學的學校很多，但是中國學生不像其他方向那樣有競爭力，申請難度很大。

8.光學物理：包括量子光學，非線型光學，高分辨率光譜學等方向。這些領域的突破已經(jīng)成為激光和光纖通訊的重要依托。

9.應用物理：應用物理專業(yè)突出了物理學在光信息科學、物理電子學與光電子領域內的應用，以納米材料和器件、光電子器件，微電子，物理電子學以及電子技術為主。