【理学】物理学专业

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物理学(Physics)是一门古老的自然学科,主要研究物质在时间及空间上的运动和行为,同时研究物质与能量的本质与性质。物理学是自然科学中最基础的学科之一,物理学者从观测与分析大自然的各种基于物质与能量的现象来找出其中的模式。物理学者时常会使用到某些物理学的核心理论,大致包括于经典力学、量子力学、热力学、统计力学、电磁学、狭义相对论等等基础物理学领域,是进阶研究专门论题的重要工具。

专业概述

物理学研究分为两大领域,分别为经典物理学和现代物理学。经典物理学包括那些在二十世纪初已成熟的传统学术分支领域:经典力学、声学、光学、热力学、电磁学等等。1687年,艾萨克·牛顿提出的牛顿运动定律和万有引力定律为经典物理学奠定了稳固的基础,物理学逐渐展现出两个经典特征:使用实验证据来检视物理定律,以及采用数学语言来表述物理定律。随后,物理学逐渐发展成为一门独立学科。

由于物理学者发现经典物理学存在着极严重的瑕疵,导致了二十世纪物理学两大理论体系相对论和量子力学的出现,进而开始了现代物理学的纪元。现代物理学中的量子力学论述了发生于原子层级与亚原子层级各种现象的离散性质,而相对论则阐述处于某参考系的观察者,所观察到在另外一个以相对速度移动的参考系发生的现象。相对论又可分为狭义相对论与广义相对论。经典物理学通常用以阐述日常可观察尺寸的系统现象,而现代物理学通常用以阐述极端或非常大尺寸、非常小尺寸的系统现象。

物理学专业的学生在一开始会学习涉及物理理论的一些课程,例如各种力学(mechanics),包括力、能量及运动定律,电磁学(electricity and magnetism),包括带电粒子发射电磁辐射,量子力学(quantum mechanics),包括电磁波的粒子性质、粒子的波性、能量级、自然不确定性对粒子行为的影响,以及热力学(thermodynamics),包括热能基本理论等等。这些课程强调逻辑、数学结构及其应用。

在研究生阶段,物理学专业的学生会根据所选择的方向不同参加更加专业的课程学习,包括实验物理学(Technical Physics)、粒子物理学(Particle Physics)、原子核物理学(Nuclear Physics)、固体物理学(Solid-state Physics)、凝聚态物理学(Condensed Matter Physics)、激光物理学(Laser Physics)、等离子体物理学(Plasma Physics)、地球物理学(Geophysics)、大气物理学(Atmospheric Physics)、天体物理学(Astronomy Physics)等等。

物理学培养学生解决问题的能力,通常会在作业中解决一系列的难题,大部分的课程会以授课的方式讲解,同时也有很多实验室课程穿插其中。与他人合作是物理学研究的亮点之一,但绝大部分任务和实验还需要学生独立完成。虽然大多数物理专业的课程都很类似,但授课的顺序有所不同。一些学校的物理学专业会更早地介绍现代物理学领域的相关知识,比如相对论及量子理论,部分学校的课程偏向于讲座的形式,而部分学校则会更重视实验室工作。

物理学的基本课程
现代物理学(Modern physics)经典力学(Classical mechanics)
电磁学(Electricity and magnetism)热力学(Thermodynamics)
统计力学(Statistical mechanics)量子力学(Quantum mechanics)
计算物理学(Computational physics)现代化实验装备(Advanced laboratory)
固态物理学(Solid-state physics)电子学(Electronics)
核物理学(Nuclear physics)波动学(Wave motion)
粒子物理学(Particle physics)光学(Optics)
声学(Acoustics)

热门课程介绍

物理学专业的学生在一开始会学习涉及物理理论的一些课程,例如各种力学(mechanics),包括力、能量及运动定律,电磁学(electricity and magnetism),包括带电粒子发射电磁辐射,量子力学(quantum mechanics),包括电磁波的粒子性质、粒子的波性、能量级、自然不确定性对粒子行为的影响,以及热力学(thermodynamics),包括热能基本理论等等。这些课程强调逻辑、数学结构及其应用。

在研究生阶段,物理学专业的学生会根据所选择的方向不同参加更加专业的课程学习,包括实验物理学(Technical Physics)、粒子物理学(Particle Physics)、原子核物理学(Nuclear Physics)、固体物理学(Solid-state Physics)、凝聚态物理学(Condensed Matter Physics)、激光物理学(Laser Physics)、等离子体物理学(Plasma Physics)、地球物理学(Geophysics)、大气物理学(Atmospheric Physics)、天体物理学(Astronomy Physics)等等。

物理学培养学生解决问题的能力,通常会在作业中解决一系列的难题,大部分的课程会以授课的方式讲解,同时也有很多实验室课程穿插其中。与他人合作是物理学研究的亮点之一,但绝大部分任务和实验还需要学生独立完成。虽然大多数物理专业的课程都很类似,但授课的顺序有所不同。一些学校的物理学专业会更早地介绍现代物理学领域的相关知识,比如相对论及量子理论,部分学校的课程偏向于讲座的形式,而部分学校则会更重视实验室工作。

物理学的基本课程
现代物理学(Modern physics)经典力学(Classical mechanics)
电磁学(Electricity and magnetism)热力学(Thermodynamics)
统计力学(Statistical mechanics)量子力学(Quantum mechanics)
计算物理学(Computational physics)现代化实验装备(Advanced laboratory)
固态物理学(Solid-state physics)电子学(Electronics)
核物理学(Nuclear physics)波动学(Wave motion)
粒子物理学(Particle physics)光学(Optics)
声学(Acoustics)

物理学专业排名

每年,《QS世界大学排名》(简称QS)、《美国新闻和世界报道》(简称U.S. News)、《泰晤士高等教育》(简称THE)等多家杂志及机构都会对美国及世界大学的热门专业进行排名,所依据的标准包括学术声誉、雇主声誉、论文引用数量、校友捐赠、研究影响力、人数、录取率以及毕业率等多项内容,每个榜单的各项标准及权重都会根据实际情况有所调整。通过对各个专业排名的了解,学生可以更好的选择在某一专业领域中拥有领先水平的大学,从而在自己的职业生涯规划中先人一步。

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软件架构师:$133569

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航空航天工程主管:$119497

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88 : 12

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未来发展趋势

在美国大学物理专业的九大方向中,凝聚态物理,高能物理和光学物理是主要的申请方向,也是比较容易获得奖学金的专业方向。物理学专业毕业生可以在物理学、邮电通信、航空航天、能源开发、计算机技术及应用、光电子技术、医疗保健、自动控制等相关高校技术领域从事科研、教学、技术开发与应用、管理等工作。科研工作包括物理前沿问题的研究和应用,技术开发工作包括新特性物理应用材料如半导体等。纯物理专业由于专业性非常强,且就业领域相对集中,主要是从事科研领域和在学校从事教学活动。应用物理专业的就业范围比较广泛,它涵盖了整个物理和工程领域,融物理理论和实践于一体,并与多门学科相互渗透。

申请常见问题Q&A

A:大部分排名前50的学校对于物理学专业本科申请者的GPA要求建议3.5以上,托福成绩最低要求为100分,有竞争力的申请者的GPA一般在3.8以上,托福成绩一般在105分以上;排名50-100名的学校对于该专业申请者的GPA要求建议3.0以上,托福成绩一般在80分以上。但成绩只是录取参考因素的一部分,还需考虑申请者的其他条件。

A:是。物理学专业属于STEM专业,该专业毕业生在完成学业之后有可能拥有长达36个月的OPT时间。

A:申请物理学专业需要准备高中官方成绩单、毕业证书/在读证明、推荐信、托福考试成绩/雅思考试成绩、SAT考试/ACT考试成绩、财产证明、作品集、简历、以及个人称述等。不同学校对于该专业的申请者有不同的要求,具体的要求和需要注意的地方可以向续航教育专业顾问进行咨询,获取专业及时的解答。

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