美國(guó)讀研--物理專業(yè)介紹

1.1 專業(yè)簡(jiǎn)介

物理學(xué)(physics)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué)，是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。

理論物理和實(shí)驗(yàn)物理的區(qū)別：

所有物理學(xué)家都研究物質(zhì)和能量的相互作用。 實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家測(cè)試這些相互作用如何在原子級(jí)發(fā)生的想法，并且將成果應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和核技術(shù)。理論物理學(xué)家利用數(shù)學(xué)來(lái)創(chuàng)建模型，解釋管理物質(zhì)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(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算和建模，也可能只需要微積分和三角函數(shù)的數(shù)學(xué)工具。

職責(zé)：

宇宙的本質(zhì)是理論物理學(xué)家的主要焦點(diǎn)。引力，時(shí)間的本質(zhì)和宇宙的起源都是這些科學(xué)家探索的主題，但這些專業(yè)人士通常專注于某一個(gè)領(lǐng)域。他們的研究成果發(fā)表在科學(xué)雜志上，通常任職于大學(xué)里。NASA等聯(lián)邦機(jī)構(gòu)也可能雇用理論物理學(xué)家。他們的大部分工作都在辦公室，涉及使用數(shù)學(xué)來(lái)描述關(guān)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(xué)家。

理論物理學(xué)家的工作職責(zé)包括：

Ø 使用計(jì)算機(jī)對(duì)宇宙的物理屬性進(jìn)行建模

Ø 將他們的數(shù)學(xué)分析與同行們的數(shù)學(xué)分析進(jìn)行比較

Ø 對(duì)復(fù)雜的自然現(xiàn)象做出預(yù)測(cè)

Ø 在科學(xué)會(huì)議上發(fā)表論文

(2)實(shí)驗(yàn)物理

研究手段：

使用強(qiáng)大的設(shè)備，如粒子加速器，激光器，望遠(yuǎn)鏡和輻射監(jiān)視器等等

職責(zé)：

原子結(jié)構(gòu)，光的性質(zhì)，超導(dǎo)體和核能都是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家探討的課題。他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試物理和能量相互作用的理論，并以特定的方式使用先進(jìn)的設(shè)備。他們的研究主要應(yīng)用在醫(yī)學(xué)，制造業(yè)，替代能源技術(shù)和軍事。他們的大部分工作都是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。醫(yī)學(xué)研究公司，大學(xué)和聯(lián)邦政府雇用實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。

實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家的工作職責(zé)包括：

Ø 開發(fā)工業(yè)中使用物質(zhì)和能源屬性的方法

Ø 監(jiān)測(cè)和評(píng)估使用核技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)

1.2 專業(yè)分支

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

2.生物物理學(xué)：生物物理學(xué)是運(yùn)用物理學(xué)的理論、技術(shù)和方法，研究生命物質(zhì)的物理性質(zhì)、生命過(guò)程的物理和物理化學(xué)規(guī)律，以及物理因素對(duì)生物系統(tǒng)作用機(jī)制的科學(xué)。

3.凝聚態(tài)物理：凝聚態(tài)物理則是研究凝聚態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成粒子(如原子、分子、離子、電子)之間相互作用與運(yùn)動(dòng)的規(guī)律并闡明其性能和用途的科學(xué)。中國(guó)學(xué)生主要的申請(qǐng)方向之一，北大和南大在這個(gè)領(lǐng)域非常強(qiáng)。

4.宇宙學(xué)：將宇宙作為一個(gè)整體來(lái)研究的科學(xué)分支統(tǒng)稱為宇宙學(xué)。對(duì)于宇宙學(xué)家來(lái)說(shuō)，有關(guān)宇宙的構(gòu)造和歷史方面的問(wèn)題其實(shí)就是有關(guān)萬(wàn)有引力作用的問(wèn)題。

5.高能物理學(xué)：高能物理學(xué)又稱粒子物理學(xué)或基本粒子物理學(xué)，它是物理學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，研究比原子核更深層次的微觀世界中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，和在很高的能量下這些物質(zhì)相互轉(zhuǎn)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(qǐng)較多。前五十的學(xué)?；径加凶龈吣芊较虻睦蠋煟迨酝夂苌?。

6.計(jì)算物理學(xué)：計(jì)算物理是計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)與物理之間的新興邊緣學(xué)科，是公認(rèn)的與理論物理、實(shí)驗(yàn)物理并列的物理學(xué)第三大學(xué)科。

7.天體物理和天文學(xué)：天體物理學(xué)就是運(yùn)用物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)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(xué)的學(xué)校很多，但是中國(guó)學(xué)生不像其他方向那樣有競(jìng)爭(zhēng)力，申請(qǐng)難度很大。

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

9.應(yīng)用物理：應(yīng)用物理專業(yè)突出了物理學(xué)在光信息科學(xué)、物理電子學(xué)與光電子領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，以納米材料和器件、光電子器件，微電子，物理電子學(xué)以及電子技術(shù)為主。