物理專業(yè)，一個(gè)我們既熟悉又陌生的學(xué)科；熟悉至我們每天學(xué)的課本中，每學(xué)期必考的科目中，陌生至它背后所涉及的上至宇宙萬物自然規(guī)律，那些能量與物質(zhì)之間的奇妙轉(zhuǎn)換，那些虛實(shí)交錯(cuò)后的哲學(xué)與物質(zhì)的碰撞。
就是這樣一個(gè)我們熟悉又陌生的專業(yè)，卻是很多留學(xué)生最向往的選擇。你可以說它僅僅是一個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科，但它背后的拓展、應(yīng)用可以縱向、橫向不斷衍生。
那么，物理專業(yè)到底學(xué)些什么，本科學(xué)習(xí)它又會(huì)有怎樣的發(fā)展方向，跟隨立思辰留學(xué)小編一起來了解下大道至簡的物理專業(yè)吧！
物理專業(yè)學(xué)些什么
物理學(xué)專業(yè)是一門解釋世界如何運(yùn)作以及宇宙是如何構(gòu)成的基礎(chǔ)學(xué)科，它研究物質(zhì)和能量，解釋自然規(guī)律，并提倡學(xué)生通過學(xué)習(xí)該領(lǐng)域的經(jīng)典和現(xiàn)代理論進(jìn)行創(chuàng)新式的提問。物理專業(yè)的學(xué)生還需要花時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室中完成各種實(shí)驗(yàn)、research的研究。
從微小的原子粒子大到宇宙萬物中所有可見的物體，物理學(xué)學(xué)生有著廣闊的天地可以在物理學(xué)的宇宙中探索與學(xué)習(xí)。物理專業(yè)的學(xué)生還可以學(xué)習(xí)物理與其他科學(xué)之間的聯(lián)系，例如天文學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等。
具體一點(diǎn)說：物理專業(yè)的學(xué)生通常從基礎(chǔ)課程開始，其中包括力學(xué)（mechanics）中涉及的牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等主題；量子力學(xué)（quantum mechanics）中涉及的電磁波粒子性質(zhì)、波性、能量級(jí)等；電磁學(xué)（electricity and magnetism）中的帶電粒子發(fā)射電磁輻射；還有熱力學(xué)（thermodynamics）中的熱能基本理論等。
除此之外，物理專業(yè)的基礎(chǔ)課程還包括：計(jì)算物理學(xué)（Computational physics）、現(xiàn)代物理學(xué)（Modern physics）、經(jīng)典力學(xué)（Classical mechanics）、固態(tài)物理學(xué)（Solid-state physics）、統(tǒng)計(jì)力學(xué)（Statistical mechanics）、粒子物理學(xué)（Particle physics）、現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)裝備（Advanced laboratory）、電子學(xué)（Electronics）、核物理學(xué)（Nuclear physics）、光學(xué)（Optics）、波動(dòng)學(xué)（Wave motion）、聲學(xué)（Acoustics）等。
學(xué)習(xí)物理需要強(qiáng)大的數(shù)學(xué)背景，因?yàn)檫@些課程普遍都需要強(qiáng)大的邏輯思維、數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)思維及靈活變通的思維方式。例如，學(xué)生在正式進(jìn)入物理專業(yè)課程前，應(yīng)該先完成微積分和微分方程課程，再進(jìn)行分班測(cè)試進(jìn)入適合自己的課程選擇。
還一些學(xué)校提供應(yīng)用物理學(xué)學(xué)位，更適用于本科畢業(yè)后不走學(xué)術(shù)研究方向，直接工作的領(lǐng)域。這些學(xué)校會(huì)同時(shí)提供文學(xué)學(xué)士和理學(xué)學(xué)士學(xué)位選項(xiàng)，前者的課程要求更少，靈活性更大。
學(xué)物理專業(yè)需要哪些能力
·強(qiáng)大的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
數(shù)學(xué)對(duì)于物理專業(yè)來說，就是必備的一門語言和工具。數(shù)學(xué)中的線性代數(shù)、多元微積分、偏微分方程、常微分方程等都是物理基礎(chǔ)學(xué)科，比如理論力學(xué)和量子力學(xué)的根本。
如果沒有一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，讀教材的時(shí)候就容易出現(xiàn)，欸這個(gè)方程是啥，那個(gè)公式是什么意思，就算你拿著一本英文書，有著足夠好的英文讀寫能力，你也會(huì)發(fā)現(xiàn)，很難完全讀懂它！所以，學(xué)習(xí)物理之前，一定要有不錯(cuò)的數(shù)學(xué)思維能力。
·足夠的好奇心
物理學(xué)并不是一個(gè)常規(guī)的應(yīng)用學(xué)科，即使它有應(yīng)用的方向。但大部分選擇像物理這樣的基礎(chǔ)學(xué)科的學(xué)生，通常都是抱著走學(xué)術(shù)的態(tài)度去的。這樣一來，足夠的好奇心就變得非常重要了。在科研的世界里，足夠的好奇心將會(huì)是支撐你一遍又一遍進(jìn)行枯燥的實(shí)驗(yàn)，還有面對(duì)冰冷的公式和無聊的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和日夜不休去研究去鉆研一個(gè)問題的根本內(nèi)動(dòng)力。
只有你對(duì)這個(gè)世界充滿了好奇，你想從根本搞懂為什么萬物的規(guī)律如此，我們觀察到的現(xiàn)象為什么會(huì)產(chǎn)生，通過數(shù)學(xué)模型去解釋，去一步步祛魅。好奇心會(huì)保證你不會(huì)在這個(gè)逐漸深挖的過程中覺得無趣。
·靈活多變的思維
物理學(xué)科作為一個(gè)學(xué)術(shù)導(dǎo)向?qū)W科，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題就成了學(xué)好物理，學(xué)出成績的根本條件。有靈活多變的思維，就可以從不同的角度、創(chuàng)新的或者刁鉆的角度發(fā)現(xiàn)新的科研突破方向。而且，有靈活多變的思維，你就可以從理所當(dāng)然的常態(tài)中發(fā)現(xiàn)不同，發(fā)現(xiàn)科研的新方向。
物理專業(yè)的發(fā)展方向
物理專業(yè)的學(xué)生有著強(qiáng)大的解決問題的能力，他們的技能可以應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。
物理專業(yè)的發(fā)展方向通常分為三個(gè)大的方向：一是學(xué)術(shù)導(dǎo)向，也就是繼續(xù)攻讀物理的碩士或者直博，這里面又會(huì)分為很多分支；二是本科讀完，直接就職。例如，在初中和高中任教，而其他人則在工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域找到工作。三是換個(gè)專業(yè)方向讀研。物理專業(yè)的畢業(yè)生還可以繼續(xù)攻讀工程學(xué)研究生或入讀法學(xué)院或醫(yī)學(xué)院，以及其他專業(yè)等。
那么下面我們就依次進(jìn)行解釋：
·學(xué)術(shù)導(dǎo)向
走科研道路的門檻就是PhD，那么從大一大二就要開始做學(xué)術(shù)準(zhǔn)備。比如從大一和大二開始，就可以留意學(xué)校實(shí)驗(yàn)物理的教授招人做research的各種項(xiàng)目，大三的時(shí)候就可以聯(lián)系你感興趣的教授參與research了。畢竟，如果你要讀PhD，是需要在本科階段有至少兩個(gè)以上核心的research項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。
大一大二的實(shí)驗(yàn)物理research進(jìn)入門檻不算高，教授正喜歡也需要這樣免費(fèi)的勞動(dòng)力，而你也恰好需要和教授搞好關(guān)系，拿到比較實(shí)在的推薦信作為進(jìn)入PhD的門檻。而且跟著教授干活，你會(huì)得到一些私下里問問題和交流的機(jī)會(huì)，還可以在研究中學(xué)到很多知識(shí)和技能。
有些教授的項(xiàng)目還有出國和交換的各種機(jī)會(huì)，這期間就是積累人脈，為之后學(xué)術(shù)鋪路的好機(jī)會(huì)啦！
走科研的選擇也有很多物理學(xué)分支可供選擇，比如：
- 核物理學(xué)：核物理學(xué)涉及對(duì)原子核的成分、結(jié)構(gòu)和行為的研究。它在開發(fā)核能、考古、煙霧探測(cè)器和核醫(yī)學(xué)方面有許多實(shí)際應(yīng)用。
- 地球物理學(xué)：地球物理學(xué)家應(yīng)用物理理論和測(cè)量來發(fā)現(xiàn)地球的特性。地球物理學(xué)包括地震學(xué)、地?zé)釡y(cè)量學(xué)（地球加熱）、水文學(xué)（地下水和地表水）以及重力和大地測(cè)量學(xué)（地球引力場(chǎng)）的分支。它的一些應(yīng)用用于修建高速公路和橋梁、研究地震、城市規(guī)劃和考古學(xué)。
- 原子、分子和光學(xué)物理學(xué)：在這個(gè)領(lǐng)域，物理學(xué)家在原子水平上研究物質(zhì)和光的相互作用。由于它們的相互關(guān)系、所用方法的相似性以及它們相關(guān)的能量尺度，這三者通常被歸為一組。原子物理學(xué)更關(guān)注原子的研究，而不是核物理學(xué)中研究的力。分子物理學(xué)側(cè)重于多原子結(jié)構(gòu)及其與物質(zhì)和光的內(nèi)部和外部相互作用。光學(xué)物理學(xué)操縱光以深入了解光的基本特性。
- 天文學(xué)：天文學(xué)被認(rèn)為是物理學(xué)的一個(gè)子領(lǐng)域。天文學(xué)家觀察和收集用于解釋恒星和行星之間的關(guān)系以及宇宙中發(fā)生的其他現(xiàn)象的數(shù)據(jù)�？赡苄枰煳膶W(xué)家與其他類型的物理學(xué)家一起解決與太空飛行導(dǎo)航和衛(wèi)星通信相關(guān)的問題。
- 天體物理學(xué)：天體物理學(xué)是天文學(xué)的一部分，涉及恒星、恒星系統(tǒng)和星際物質(zhì)的物理學(xué)。天體物理學(xué)家應(yīng)用物理定律來了解天體是如何形成的、它們?nèi)绾蜗嗷プ饔靡约八鼈內(nèi)绾嗡劳觥Ｌ祗w物理學(xué)可能被用來弄清楚如何到達(dá)其他行星，如何以新的和更安全的方式建造事物，或者檢查人體如何適應(yīng)新情況。
- 空間物理學(xué)：空間物理學(xué)是研究從地球大氣層的最上游到深空的空間環(huán)境。衛(wèi)星被用于通信、廣播、天氣監(jiān)測(cè)、遙感、位置信息等。
·直接就職
本科讀完可以選擇直接留在美國的初中或者中學(xué)做物理教師，工資在7k-9k美金左右，根據(jù)城市大小略有不同。而且，美國的理科教師還算比較缺人，直接就職高中教授會(huì)是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
其他方向可以考慮各種，比如工程領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域、貿(mào)易公司、政府部門、中外高科技企業(yè)等就職。
·其他讀研方向
- 工程物理：工程學(xué)是物理專業(yè)的另一個(gè)出路。它是要求最高的職業(yè)之一，因?yàn)樗?jīng)常處理影響個(gè)人安全的決策。建造橋梁、摩天大樓、飛機(jī)和電氣系統(tǒng)需要堅(jiān)實(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ)。一些學(xué)生可以獲得物理學(xué)學(xué)位，然后進(jìn)入研究生院攻讀工程學(xué)碩士學(xué)位。其他人主修物理和工程學(xué)。其他一些需要扎實(shí)物理背景的行業(yè)包括建筑、化工、食品、航空航天、農(nóng)業(yè)、能源、燃料、冶金、紡織和服裝、計(jì)算機(jī)和運(yùn)輸。
- 計(jì)算機(jī)科學(xué)：計(jì)算機(jī)科學(xué)為物理專業(yè)的圖形和軟件、人工智能、數(shù)據(jù)處理和計(jì)算機(jī)游戲提供了就業(yè)機(jī)會(huì)。計(jì)算機(jī)硬件是應(yīng)用物理學(xué)的產(chǎn)物。
- 材料科學(xué)：物理專業(yè)本科所積累的工科基礎(chǔ)知識(shí)，和強(qiáng)大的數(shù)學(xué)體系能使你在材料這樣的工科中有著優(yōu)秀的基礎(chǔ)實(shí)力。
知名物理專業(yè)院校排名
US.Nwes（2018年后至今未更新）TOP20
2021Niche Top 10排名
杜克大學(xué)專業(yè)全揭秘：從商科到醫(yī)學(xué)，總有一款適合你！
