美本物理學專業詳細介紹

物理學專(zhuan) 業(ye) 是一門解釋世界是如何運作的，宇宙是如何構造的科學學科。論到學物理的刻板印象，大概是“高精尖”，“搞科研，拉經費，入不敷出”，“不善言辭，為(wei) 人呆板”之類，其實真實情況並非如此。

今天，我們(men) 就來為(wei) 學物理的人正名。

01什麽(me) 是物理學

物理學是研究物質、能量的本質與(yu) 性質的自然科學。因為(wei) 物質與(yu) 能量是所有科學研究必須涉及的基本要素，所以物理學也是自然科學中最基礎的學科之一。學生們(men) 還需花時間在實驗室裏完成實驗。

從(cong) 亞(ya) 原子粒子到整個(ge) 可見宇宙，與(yu) 物理學相關(guan) 主題的範圍很廣，物理學專(zhuan) 業(ye) 的學生有大量的內(nei) 容需要探索和學習(xi) 。物理學專(zhuan) 業(ye) 的學生通常還計劃學習(xi) 物理與(yu) 其他科學之間的聯係，如天文學、化學和生物學。

物理學研究方向

物理學的研究包括理論研究、 實驗研究，以及觀察研究。具體(ti) 的領域視學校具體(ti) 設置而定，主要研究方向有：

原子物理：研究高溫等離子體(ti) 微觀過程研究，原子分子團簇的結構、光譜和碰撞過程研究，高電荷態離子相關(guan) 物理，激光與(yu) 物質的相互作用，材料的物理設計及製備，分子納米物理。

生物物理學：生物物理學由物理學與(yu) 生物學相互結合而產(chan) 生的交叉學科。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律，以及物理因素對生物係統作用機製的科學。

凝聚態物理：研究凝聚態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(yu) 運動的規律並闡明其性能和用途的科學。

宇宙學：將宇宙作為(wei) 一個(ge) 整體(ti) 來研究的科學分支統稱為(wei) 宇宙學。

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(ge) 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象，以及產(chan) 生這些現象的原因和規律。

計算物理學：計算物理是計算機科學、計算數學與(yu) 物理之間的新興(xing) 邊緣學科，是公認的與(yu) 理論物理、實驗物理並列的物理學第三大支柱。

天體(ti) 物理和天文學：運用物理、數學、化學等方麵的理論和方法研究宇宙中天體(ti) 的起源、演化和死亡。主要包括天體(ti) 的形態，內(nei) 部結構，物理狀態，化學成分，相互關(guan) 係等。

光學物理：主要研究量子光學、非線型光學、高分辨率光譜學等方向。

應用物理：突出物理學在光通信與(yu) 光信息科學、物理電子學與(yu) 光電子領域內(nei) 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(wei) 主。

03課程設置

Modern physics 近代物理Classical mechanics 經典力學Electricity and magnetism 電磁學Thermodynamics 熱力學Statistical mechanics 統計力學Quantum mechanics 量子力學Computational physics計算物理學Advanced laboratory 高階實驗Solid-state physics 固態物理學Electronics 電子學Nuclear physics 核物理學Wave motion 波動Particle physics 粒子物理學Optics 光學Acoustics 聲學

本科物理學課程為(wei) 學生提供了現代物理學基礎的廣泛培訓，確保他們(men) 有從(cong) 事研究生學習(xi) 和基礎研究職業(ye) 的基礎。所有加州理工學院的本科生都必須完成三個(ge) 學期的物理學入門課程，盡管大多數選項需要額外的物理學知識。那些選擇物理學選項的學生將繼續更深入地研究該學科。

大二階段的課程探討波、量子力學和統計力學。大三和大四的選修課程使學生能夠通過廣泛的調查課程以及更有針對性的實驗室學習(xi) 和研究來探索他們(men) 的特殊興(xing) 趣。

強烈鼓勵所有PMA本科生在暑假和學年期間積極開展研究。學生在課堂外所做的物理學工作通常會(hui) 獲得學術學分。此外，許多物理學本科生至少完成一個(ge) 夏季本科生研究獎學金（SURF）。

03院校介紹

Stanford University 斯坦福大學

斯坦福大學物理本科課程主要是幫助學生打下古典和現代物理的堅實基礎。該課程的目標是培養(yang) 定量問題解決(jue) 技能和構思實驗、分析和解釋數據的能力。這些能力是通過課程工作和進行獨立研究的機會(hui) 而獲得的。該項目為(wei) 學生未來在政府或私營部門從(cong) 事定量和分析思維領域的工作做好準備。

Caltech加州理工學院

加州理工學院本科物理課程為(wei) 學生們(men) 提供現代物理基礎方麵的廣泛培訓，確保他們(men) 繼續深造和從(cong) 事科學研究的學術基礎。所有加州理工學院的本科生都必須完成三個(ge) 學期的物理入門課程，盡管大多數課程路徑都需要額外的物理課程，而那些選擇學習(xi) 物理專(zhuan) 業(ye) 的學生會(hui) 繼續更深入地學習(xi) 這門學科。

Harvard University 哈佛大學

哈佛物理係的本科項目，每年會(hui) 錄取50-60位學生，是學校中人數相對較多的一個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 。哈佛物理係課程的特點是比較靈活，因為(wei) 40-50%的哈佛物理學畢業(ye) 生未來都會(hui) 在物理或相關(guan) 領域的研究生院學習(xi) 。其餘(yu) 的同學則會(hui) 有其他的職業(ye) 發展，包括去醫學院、法學院或商學院深造或直接就業(ye) 。

MIT 麻省理工學院

世界公認的最好的理工大學，被譽為(wei) “世界理工大學之最”的美稱，當之無愧。麻省理工學院本科階段的物理課程要求學生通過其核心要求獲得對基礎物理的深刻概念理解。學生可以從(cong) 兩(liang) 個(ge) 選項中選擇一個(ge) 來完成學位課程，即靈活課程路徑（the Flexible track）或焦點課程路徑（the Focus track）。兩(liang) 種選擇都可以獲得相同的學位，即物理理學學士學位。

這兩(liang) 種選擇對於(yu) 任何打算申請物理研究生院的學生來說都是不錯的準備。靈活課程路徑是以一係列嚴(yan) 格的基礎物理內(nei) 容為(wei) 課程基礎，焦點課程路徑包括三門量子力學、36個(ge) 學分的實驗課程，以及一篇畢業(ye) 論文，為(wei) 學生們(men) 的物理學職業(ye) 生涯做好了充分準備。

Princeton University 普林斯頓大學

普林斯頓大學的物理專(zhuan) 業(ye) 不僅(jin) 為(wei) 同學們(men) 的物理學職業(ye) 生涯打好基礎，還為(wei) 他們(men) 在其他許多領域工作做好了準備。普林斯頓大學物理係的校友可以在學術和工業(ye) 物理研究職位以及谘詢、醫學、法律、教學、生物技術、工程領域找到自己的一席之地。

UC Berkeley 加州大學伯克利分校

加州大學伯克利分校的物理學擁有悠久的曆史，1931年頂尖物理學家勞倫(lun) 斯（Ernest Lawrence）在伯克利創造發明了回旋加速器，開辟了高能物理時期。伯克利的理論物理學和試驗物理研究領域包含天體(ti) 物理學、原子物理學、分子結構物理、生物物理學、凝聚態物理、宇宙射線、微觀粒子與(yu) 場論、電力能源和資源、核反應與(yu) 等離子技術、地球年代學、量子論、超低溫物理學、數學物理、高能物理、電子光學與(yu) 激光器譜、室內(nei) 空間物理、統計力學。

04物理學的就業(ye) 方向

非常多的行業(ye) 都會(hui) 涉及到物理學知識。比如光電工程需要物理學，航天工程需要物理學，半導體(ti) 工程需要物理學，傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 需要物理學，生命科學產(chan) 業(ye) 需要物理學，集成電路需要物理學，互聯網需要物理學，甚至連金融產(chan) 業(ye) 都會(hui) 找物理學的畢業(ye) 生去開發算法。主要跟大家討論幾個(ge) 與(yu) 物理學比較直接相關(guan) 的發展，這些發展都主要偏向應用物理。

如果想進入矽穀創業(ye) ，其實物理專(zhuan) 業(ye) 的機會(hui) 非常多。材料學就是非常熱門的分支，納米材料、石墨碳、光伏材料、電磁材料等都是科技產(chan) 業(ye) 每天都在討論的議題。這些高科技材料的發展很容易得到風投注目，你也容易因此在矽穀開創精彩的人生。

物理學在美國是一個(ge) 相較容易就業(ye) 的專(zhuan) 業(ye) 。因為(wei) 物理背景的畢業(ye) 生既有不俗的數學基礎，又具備工程領域的根基。許多物理出身的人都普遍受益於(yu) 這兩(liang) 點。

另外，美國就業(ye) 對口本科專(zhuan) 業(ye) 這件事情相較國內(nei) 來說，並不非常設有限製，除了少數例如會(hui) 計、法律、醫學等專(zhuan) 業(ye) 畢業(ye) 生外，大部分的本科畢業(ye) 生都可以跨專(zhuan) 業(ye) 就業(ye) 。物理畢業(ye) 生因為(wei) 不同領域知識結合麵很廣，很受熱門產(chan) 業(ye) 的歡迎。

一些提供空間和天文學相關(guan) 崗位的機構組織，包括博物館和天文館，也需要找到許多物理學畢業(ye) 生在大學內(nei) 進行研究教學，或者在一些學術機構的實驗室和天文台工作。要提及一個(ge) 比較特別的發展——天文和航天研究。

天文研究其實是天體(ti) 物理學的分支，工作本質是研究宇宙，操作無線電望遠鏡和光學望遠鏡，從(cong) 全球衛星和航天器收集數據。

該部門部分職位的工作職責主要包括調查研究新材料和新技術，測量現有材料和技術的性能，以及解決(jue) 航天器在設計階段的遇到的各種問題。所以如果你目標就是在NASA、天文台這種航空、天文單位工作，那麽(me) 物理學會(hui) 是你主要的選擇。