物理学专业是干嘛的?

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物理学专业是干嘛的?

2023-05-22 17:54| 来源: 网络整理| 查看: 265

这篇文章旨在向广大高考生们介绍大学的物理学专业,回答有关物理学专业的学习内容、出路、填报方面的问题,希望可以帮助大家了解什么是物理学专业。首先声明,我会尽量客观、全面地向大家介绍物理学专业,但毕竟我的认识有限,这篇文章难免包含一些我的主观判断,如果哪里说得不对,欢迎在评论区指出。另外,这篇文章不会给任何学校打广告,涉及到学校专业实力方面的内容尽量参考教育部的学科评估。

文章将分为四个部分:①专业的划分;②物理学专业要学什么;③学物理的出路&是否该填报物理学专业;④哪些学校的物理学专业比较好。

一、关于专业的划分

大学里面大多数的理工科专业都是要学物理课的,但是有的专业学得多有的学得少,和物理的联系有远有近。相信点进这篇文章的朋友想了解的第一个问题肯定是大学里面有哪些和物理关系大的专业,所以第一部分先来谈谈这个问题。

物理相关的专业我觉得可以按照与物理的关联由大到小分成三类:①纯粹的物理学专业;②和物理关系大的理科专业;③和物理关系大的工科专业。下面分别来介绍:

1.1 纯粹的物理学专业

纯粹的物理学专业一般特指专业代码为070201的“物理学”专业,在这个专业就读会接受完整的物理学教育,包括足够课时的理论课程(四大力学)和实验课程,同时也会在高年级接受初步的科研训练,接触物理学的科研前沿。除此之外,报考专业代码为070103S的“数理基础科学”专业也可以选择在高年级分流到纯粹的物理学方向,只不过招这个专业的学校很少。

1.2 和物理关系大的理科专业

除物理学专业外,也有很多理科专业会接受较为完整的物理学教育,包括:①物理学(师范)专业;②专业代码为070202的“应用物理学”专业;③专业代码为070204S的“核物理”专业;④专业代码为070401的“天文学”专业。这些专业会学习与物理学专业相同的核心课程(力热电光原 四大力学),只不过课时会少一些。它们与物理学专业的区别在于除核心课程之外的其他课程。应用物理学专业会另外学电子技术、半导体物理、激光原理、材料物理等应用课程。师范类会学各种教育学、各种心理学以及中学物理教学等课程。核物理专业会另外学原子核物理、核电子学、辐射防护等涉核的课程。天文学专业会开设天体力学、天体物理学、观测天文学等课程。除此之外,也有一些大学开设了会学物理专业核心课程的其他理科专业,比如部分学校的070204T声学专业、070801地球物理学专业、070802空间科学与技术专业、070601大气科学专业等。(有些学校的这些专业会学四大力学,有些学校的不学,要具体甄别)

1.3 和物理关系大的工科专业

除理科专业外,也有很多工科专业会学物理专业的核心课程(尤其是量子力学),包括:①电子类(080702“电子科学与技术”、080704“微电子科学与工程”、080705“光电信息科学与工程”),要学量子力学和统计物理;②部分学校的082201“核工程与核技术”,要学量子力学、电动力学和原子核物理;③部分学校的080402“材料物理”,要学量子力学和固体物理。另外还有一些工科专业会涉及大量的力学、热力学、电磁学的应用,包括力学类、航空航天类、能源动力类、通信类专业,这里就不展开说了。

二、物理学专业要学什么?

第二部分来介绍纯粹的物理学专业都会学习什么内容。英语、政治、体育这些所有专业都要学的公共课程就不说了,凑学分的课也不说了,只说专业课程。我觉得可以把专业课程分成六类:①数学类课程;②普通物理课程;③理论物理课程;④实验物理课程;⑤计算机类课程;⑥高阶选修课程。下面分别来介绍:

2.1 数学类课程

物理专业要学的数学课是比较多的,主要包括:①高等数学(微积分学、解析几何、常微分方程);②线性代数(矩阵运算、向量空间、线性变换);③数学物理方法(复变函数、积分变换、偏微分方程与特殊函数)。这些数学课程通常在大一大二开设,约300个学时(一个学时就是一节课,50分钟)。除此之外,有些学校还会给物理专业开设④概率论与数理统计。

2.2 普通物理课程

所谓的“普通物理”就是物理学专业的基础课,帮助学生勾勒整个物理学体系的轮廓。包括:①力学(牛顿力学、守恒律、刚体流体、振动波动、初步的相对论);②热学(物态、分子动理学、热力学定律);③电磁学(电场磁场、电路、电磁介质、电磁感应、初步的电磁波);④光学(几何光学、波动光学、光的偏振 吸收 色散);⑤原子物理(量子力学的实验基础、原子结构与光谱、原子核)。这些基础课通常在大一大二开设,约300个学时。

2.3 理论物理课程

理论物理课程就是俗称的“四大力学”外加一门固体物理,是物理专业的核心课,帮助学生搭建起经典和近代物理的理论体系。包括:①理论力学/分析力学(拉格朗日力学、哈密顿力学、微振动、刚体力学);②电动力学(麦克斯韦方程组、求解静态电磁场、电磁波的传播与辐射、狭义相对论);③热力学与统计物理(热力学函数、相变、经典统计、量子统计、系综理论);④量子力学(量子态 算符 表象、薛定谔方程及其求解、微扰论、角动量与自旋、全同粒子);⑤固体物理(晶体、能带理论、金属电子论、半导体电子论、磁性)。这些课在大二大三开设,约350个学时。

2.4 实验物理课程

实验物理课程就是进实验室做实验的课程,有验证性实验也有探究性实验。包括:①普通物理实验(验证经典物理中的结论);②近代物理实验(验证近代物理中的结论);③探究性实验(研究一些小课题)。实验课一般会贯穿大一到大三,约200-250学时。

2.5 计算机类课程

计算机是当今世界研究科学问题的重要手段,物理专业自然也要学习一些计算机的课程。包括:①程序设计(C语言、Fortran、Python等,不同学校开设的课程不同);②计算物理(微积分 微分方程的数值计算、快速傅里叶变换、蒙特卡洛模拟、MATLAB软件等)。程序设计一般在大一开设,计算物理一般在大三开设,总共约100学时。

2.6 高阶选修课程

以上说的都是必修课,接下来聊聊专业选修课。一般来说,必修课的内容都是比较古老且完善的内容,更加前沿更加深入的内容会以选修课的方式开设。一个学校的物理专业会开设哪些选修课取决于这个学校老师的研究方向,如果做某一方向研究的老师比较多,那么他们一般就会开设相关方向的选修课程。比如,做粒子物理方向的老师比较多,就会开设量子场论、粒子物理、群论等课程;做天体物理方向的老师比较多,就会开设天体物理、广义相对论、宇宙学等课程;做凝聚态物理方向的老师比较多,就会开设量子多体、材料物理、超导体/半导体物理这些;做光学的老师比较多就会开设量子光学、非线性光学、激光原理这些;其他的量子信息、非线性物理、等离子体物理、生物物理等方向的课程也是一样。另外,有些专业选修课一般所有学校都会开设,比如:高等量子力学、高等统计物理这些。

三、学物理的出路?该填报物理学专业吗?

学了物理将来能干嘛?相信这是很多同学和家长关心的问题,所以第三部分来聊一聊物理专业的出路。物理相关的工科专业就不说了,工科专业的出路比理科专业多得多,这里只谈物理学专业及物理相关的理科专业的出路。分成三部分去谈:①本科毕业直接工作;②硕士研究生毕业后工作;③从事科研工作。

3.1 本科毕业后直接工作

我认识的物理本科毕业直接就业的同学几乎都走了这三条路:①去中学当老师(不论是不是师范专业);②去教育机构当老师;③转行。另外,应用物理学专业有一小部分毕业生可以进入光学、电子相关的企业工作,核物理专业有一小部分毕业生可以进入核能、核工业、放射医学相关的企业或单位工作,这些就业方向取决于学生毕业时拥有的专业能力。

3.2 读完硕士研究生后工作

读完研究生能找的工作取决于读研的方向。如果读物理相关工科的研究生,比如微电子、光学工程、材料,那么将来可以去找相关企业的工作。如果读物理方向的研究生,比如理论物理、凝聚态物理、粒子物理,只读到硕士的话,那么毕业后大概率还是要去中学或教育机构找工作。做高校辅导员/相关方向的助理或者去科学方面的出版社工作也是有可能的,只不过不是那么好找。当然,也可以跨考别的专业的研究生,就相当于转行了。

3.3 从事科研工作

从事科研工作,不论是在企业还是在高校/研究所,一般都要求具有博士学位。如果是应用方向的博士,那么找到一个好企业拿高薪应该是不难的。如果是实验方向的博士,想在高校/研究所工作,成果比较突出的话应该不难找到职位,当然,通常大家会选择再做几年博士后来积累成果。如果是理论方向的博士,那就比较卷了,平均做3-6年博士后才能在普通高校找到合适的职位吧。想在顶尖高校/研究所找到职位的话更难,基本上要多篇顶刊论文/高被引论文+多年海外博士后经历。

3.4 很喜欢物理,该填报物理学专业吗?

怎么说呢,兴趣是一方面,就业是更重要的一方面。在考虑填报哪个专业之前,应该先考虑自己将来想做什么样的工作。如果想要读完本科或者硕士就去一些科技企业工作,那么建议填报物理相关的工科专业,比如1.3节提到的那些。如果想要当中学物理老师,那么建议填报物理学(师范)专业。报物理学专业或者其他物理相关的理科专业也可以,只不过要自己去学教育学的那些课程考教师资格证。如果深思熟虑之后决定好了将来想一直读完博士去做科研工作,那么可以来报物理学或者其他物理相关的理科专业。(当然,也有很多中途后悔了的,可以选择在考研时候转行)。

四、哪些学校的物理学专业比较好?

如果经过深思熟虑之后执意要报物理专业,那好吧,看来是真爱了。可以先预估一下自己的成绩,然后考虑要填报的学校。

教育部第四轮学科评估结果中物理学专业的排名列举如下:

软科的2021物理学专业排名大家也可以参考:

第一个教育部的排名应该是把070201物理学和070202应用物理学专业放一块排名的,因此上面的排名中有一些只招应用物理学专业的学校,比如哈工大、同济、西工大等,这个需要大家自己去甄别,避免想学纯粹的物理学却填报了只有应用物理的学校的情况发生。另外,据一些网友反映,这两份排名给理论物理强但实验物理不强的学校排名比较低(比如川大)。可能确实如此,所以大家在填报之前应该去意愿学校的物理学院网站看看这个学校的物理专业偏向哪方面。

也许有的同学会问,本科生不都是学物理专业,不细分具体的方向吗,那么学校哪方面物理比较强和本科生有什么关系呢?答:本科确实不细分具体的方向,但是本科生要考虑自己将来要走的方向啊,比如一个学校都是做实验的老师没几位做理论的老师,那在这个学校就读可能就很少了解到理论物理方面的事情。

还有就是,选择学校要考虑的不仅是学校的专业实力,也有很多其他要考虑的方面,比如这个学校物理专业的保研名额多不多。一般来说,考虑在国内读研的话,最佳选择就是通过保研的途径。不同学校的保研名额多少是非常不同的,一般来说:顶级985学校~物理学基地班>一般985学校>211学校(非基地班)>非211学校。其中,物理学基地班并不是985学校的专属,很多211甚至非211学校也有物理学基地班。因此在前面的排名中,即使是排名在同一等级的学校,985或者有物理学基地班的学校也要比其他学校更值得报。

写到这里差不多了,祝点进文章的各位高考生们都可以进入自己理想的大学,学习理想的专业。

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