美國(guó)物理學(xué)專業(yè)

美國(guó)物理學(xué)專業(yè)介紹

美國(guó)的物理專業(yè)將從介紹物理學(xué)原理的課程開(kāi)始學(xué)起，包括：力學(xué)（力量，能量和運(yùn)動(dòng)規(guī)律）; 電和磁性（通過(guò)帶電粒子發(fā)射電磁輻射）; 量子力學(xué)（電磁波的粒子性質(zhì)，粒子的波浪性質(zhì)，能量水平以及自然不確定性對(duì)粒子行為的影響）；熱力學(xué)（熱學(xué)理論）。

這些課程強(qiáng)調(diào)自然法則的邏輯性和數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，以及它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中的重要應(yīng)用。例如，你將了解光的性質(zhì)，原子結(jié)構(gòu)和固體的性質(zhì)，包括已經(jīng)徹底改變了我們世界的半導(dǎo)體。隨著專業(yè)內(nèi)容的加深，數(shù)學(xué)應(yīng)用將會(huì)變得更加復(fù)雜，而計(jì)算機(jī)技能也會(huì)變得非常重要。

美國(guó)物理學(xué)專業(yè)設(shè)置

美國(guó)大學(xué)的物理學(xué)主要有以下幾個(gè)研究方向：

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，材料的物理設(shè)計(jì)及制備，分子納米物理。

2.生物物理學(xué)

生物物理學(xué)是 20 世紀(jì)中葉以后逐漸形成，由物理學(xué)與生物學(xué)相互結(jié)合而產(chǎn)生的新興邊緣交叉學(xué)科，是當(dāng)代自然科學(xué)發(fā)展最迅速的部門之一。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)。生物物理學(xué)研究的內(nèi)容十分廣泛，一般分為量子生物物理、分子生物物理、細(xì)胞生物物理和復(fù)雜體系的生物物理等幾部分；涉及的問(wèn)題則幾乎包括生物學(xué)的所有基本問(wèn)題。近年來(lái)生物物理學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)著重在與更廣泛的學(xué)科領(lǐng)域交叉，如數(shù)學(xué)、信息學(xué)等。本學(xué)科的研究方向主要為：神經(jīng)生物物理，腦功能成像及其應(yīng)用，神經(jīng)信息學(xué)與生物信息論，理論生物物理，計(jì)算神經(jīng)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)。它是物理學(xué)中門類繁多、內(nèi)容豐富、發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的一個(gè)分支學(xué)科，已成為當(dāng)今物理學(xué)異?；钴S的研究領(lǐng)域。這個(gè)專業(yè)方向是中國(guó)學(xué)生主要申請(qǐng)的專業(yè)方向之一，比較容易獲得獎(jiǎng)學(xué)金。北京大學(xué)和南京大學(xué)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。由于萬(wàn)有引力能相隔很遠(yuǎn)發(fā)生作用，所以它是對(duì)宇宙整體性質(zhì)影響最大的力。我們現(xiàn)有的關(guān)于萬(wàn)有引力的最好理論仍是愛(ài)因斯坦的“相對(duì)論”，因此，大部分宇宙學(xué)都在努力探索如何將愛(ài)因斯坦的理論應(yīng)用于整個(gè)宇宙。

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。它是一門基礎(chǔ)學(xué)科，是當(dāng)代物理學(xué)發(fā)展的前沿之一。粒子物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，而又基于實(shí)驗(yàn)和理論密切結(jié)合發(fā)展的。北京大學(xué)在這個(gè)領(lǐng)域的研究實(shí)力非常強(qiáng)，在粒子物理實(shí)驗(yàn)方面有很強(qiáng)的實(shí)力。

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)第三大支柱。

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。主要包括天體的形態(tài)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，物理狀態(tài)，化學(xué)成分，相互關(guān)系等。一般可以分為兩個(gè)方面：實(shí)測(cè)天體物理：天體的觀測(cè)方法和觀測(cè)手段，觀測(cè)結(jié)果的處理和分析等;理論天體物理：對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行物理解釋，研究天體目標(biāo)的物理、化學(xué)和運(yùn)動(dòng)特性。

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產(chǎn)業(yè)的重要依托。中科大在這個(gè)領(lǐng)域的實(shí)力非常強(qiáng)，這個(gè)方向也是中國(guó)物理申請(qǐng)者主要申請(qǐng)的一個(gè)方向之一。

9.應(yīng)用物理

應(yīng)用物理專業(yè)突出了物理學(xué)在光通信與光信息科學(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。目前，這個(gè)方向在很多大學(xué)被合并到EE中去了，有的獨(dú)自成為一個(gè)系，還有的應(yīng)用物理專業(yè)被并入工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院。這個(gè)研究方向?qū)τ陂_(kāi)發(fā)新一代的微電子材料和器件以及量子器件都起著非常重要的作用。