應用物理

来源:www.uuuwell.com

   

應用物理主要培養掌握理學基本理論與方法,具有良好的數學基礎和基本實驗技能,掌握電子技術、電腦技術、光纖通信技術、生物醫學物理等方面的應用基礎知識、基本實驗方法和技術,能在物理學、郵電通信、航空航天、能源開發、電腦技術及應用、光電子技術、醫療保健、自動控制等相關高校技術領域從事科研、教學、技術開發與應用、管理等工作的高級專門人才。

本世紀應用物理

  當今人類應用的是牛頓物理,牛頓引力,麥克斯韋電磁,原子核物理,固

應用物理

體物理。本世紀物理學的一個方向是應用量子物理,廣義相對論,規範場論和凝聚態物理。牛頓引力使宇宙飛船發送升空,廣義相對論的應用,想必能使蟲洞和時空隧道得以實現,使人類遨遊整個宇宙。應用量子物理實現量子隱形傳輸和製造出量子電腦。原子核物理的應用使人類看到了原子彈,氫彈的巨大威力,釋放的是核子間強力。規範場論的研究深入原子內部,包含夸克輕子混合態。而核子間強力只是夸克間強力的剩餘,規範場論得以應用,會得到更強的能量。   應用物理學指的是針對實際用途而進行的物理研究。應用物理學的課程規畫通常會選修一些應用學科的課程,像地質學或電機工程學。應用物理學與工程學不同,應用物理學不會特別地設計某種元件或機器,而是用物理學或從事物理研究來發展某種新科技或解析某問題。   工程學用到很多物理的理論。例如,力學的一門分支,靜力學的理論是建造橋樑與其它建築物必須的基礎理論。設計一個世界一流的音樂廳,必須先學會聲學。設計與製造更優良的光學元件必須先熟讀光學。經過考慮種種物理因素而設計出來的飛行模擬器、電子遊戲、電影等等,會顯得更加維妙維肖、栩栩如生。   物理學使用的一些探本溯源,格物致知的方法也可以使用於跨學科領域;物理學或多或少地影響了很多重要學術領域。例如,經濟物理學(econophysics)應用很多物理學里的理論與方法來解析經濟學問題;這些問題時常會涉及不確定性或混沌。

定義

  本專業培養適應經濟建設和社會發展需要,德智體美全面發展的專門人才。掌握物理學的基本理論與方法,有較強實驗能力和電腦應用能力,能在物理學及相關科學技術領

應用物理

域從事科研、科技開發和教學的高級專門人才。本專業除要求學生系統學習物理學基本知識以外,特彆強調物理學與電子信息和電腦技術的結合,體現本校的電子信息特色,培養具有寬厚理論知識,紮實實驗技能,並能在電子信息領域某一方向具有較強應用能力的高級專門人才。   本專業學生主要學習物理學的基本理論與方法,具備較好的數學基礎,進行系統的實驗訓練,以及學習一個相關技術(方向)的系統知識,受到應用基礎研究、應用研究、技術開發以及工程技術的初步訓練,具有良好的科學素養,適應高新技術發展的需要,具有較強的知識更新能力和較廣泛的科學適應能力。

主要課程

  本專業的主要課程有:公共基礎:高等數學,線性代數,概率與統計,微分方程,複變函數與數學物理方法,電腦基礎,C語言,英語,普通物理學及實驗(力學,電磁學,熱學,光學,原子物理學),分析力學,電動力學,熱力學與統計物理,量子力學,近代物理實驗,電路與電子學

應用物理

固體物理學,材料物理學等。以及按下面兩個專業方向(由學生任選其一)設置的專業課程:光電子信息技術方向:激光原理,光電子學,感測器技術,光電子信號檢測技術,紅外技術,信息光學等(本方向課程均有相關的實驗);計算物理方向:計算方法,數學建模,程序設計,電腦圖形學,計算物理學,非線性物理學等(本方向課程均需學習使用電腦)。

報考條件

  有下列疾病生理缺陷者不能報考:色盲者;不能準確識別紅、黃、綠、藍、紫各種顏色的導線、字母、數碼、幾何圖形、信號燈者;一眼失明另一眼矯正到4.8,近視度數一般無限制

培養要求

  本專業學生主要學習物理學的基本理論與方法,具有良好的數學基礎和實驗技能,受到應用基礎研究、應用研究和技術開發以及工程技術的初步訓練,具有良好的科學素養,適應

應用物理

高新技術發展的需要,具有較強的知識更新能力和較廣泛的科學適應能力。畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:   1:掌握系統的數學、電腦等方面的基本原理、基本知識;   2:掌握較堅實的物理學基礎理論、較廣泛的應用物理知識、基本實驗方法和技能;具備運用物理學中某一專門方向的知識和技能進行技術開發、應用研究、教學和相應管理工作的能力;   3:了解相近專業以及應用領域的一般原理和知識;   4:了解中國科學技術、知識產權等方面的方針、政策和法規;   5:了解應用物理的理論前沿、應用前景和最新發展動態以及相關高新技術產業的發展狀況;   6:掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲取最新參考文獻的基本方法;   7:具有一定的實驗設計,創造實驗條件,歸納,整理、分析實驗結果,撰寫論文,參與學術交流的能力。

綜合介紹

  應用物理學,顧名思義,就是以應用為目的的物理學專業。以物理學的基本規律、實驗方法及最新成就為基礎,來研究物理學應用。應用物理學是高新技術發展的基礎,是多種技術學科的支柱。其目的是便於將理論物理研究的成果儘快轉化為現實的生產力,並反過來推動理論物理的進步。   應用物理學雖然是以古老的物理學作為基礎建立的,但它屬於比較年輕的專業,特別是近些年的發展十分迅速。華裔諾貝爾物理獎得主楊振寧教授認為,當前和以後的幾十年內物理學的重心在於應用物理學。應用物理學和理論物理學一個很大的不同點,就是兩者的研究方法不同。   理論物理學更多地依賴於數學和物理,主要是通過思考和推導來獲得進步。而應用物理學涉及到的是一些非常具體的問題,一般都是採取實驗的方法來進行研究。和理論物理學一樣,應用物理學的範圍涉及到物理的方方面面。目前應用物理學發展比較快的主要是一些新興的技術性行業,例如電子科學、電腦科學等。這樣的行業也是物理學理論轉化為應用要求最急切的,比如能夠將物理電磁學方面的理論,轉化在電子和電腦方面的話,將會為這些行業的發展提供非常強大的動力支持。現在以及未來的社會中,必將要求理論研究的結果能更快、更直接地轉化為現實生產力。   能夠將理論轉化為實際應用的專業人才逐漸走俏。但就其專業特點來說,應用物理學需要使用到的研究方法主要是實驗,所以對於學生的實驗能力要求比較高,這不僅是對動手能力的要求,同時也要求有一種嚴謹的科學研究態度。對於物理學有濃厚興趣,有一貫嚴謹的學習態度,具有較強地動手和實驗能力的學生,可以在本專業的學習中取得很好的成績。對於熱愛物理學,但又不適合或是不願意做純理論研究的學生,對於喜歡自己的工作和科研成果可以實實在在地被應用的學生,本專業是一個非常理想的選擇。   本專業發展迅速,成為物理學科中最為實用和熱門的專業。中國國內高等院校紛紛開設自己的應用物理學專業。這為廣大的學生提供了很好的機會。但一些院校的應用物理學系,有其名而無其實,對應用方面的重視遠遠不夠。如果是一心想嚮應用方向發展的考生,最好還是仔細選擇一個有較豐富經驗學校。本專業有較強的社會適應性,畢業生既具有從事基礎科學研究的基礎知識,也具有在應用物理技術、電子信息技術等領域從事高科技開發的實際業務能力,適合在工業、交通、郵電、金融;商業等行業從事科技開發、生產和管理工作。本專業要有所特有的專業素養,使他們具有持久的專業發展後勁和較強的開拓能力,因而深受社會各界的歡迎。

教育發展狀況

  隨著19世紀末,20世紀初物理學的進步,以及核技術的崛起,應用物理專業逐漸作為一個單獨的學科從物理專業中細分出來,應用物理專業更強調物理學在國民工業當中的應用,物理專業則側重於理論的研究。我國有的高校的物理系則是既包含物理學專業,也包含了應用物理專業。中國大部分高校都設有應用物理專業,並且也有比較長久的歷史。1926年,清華大學物理系成立。許多著名物理學家如葉企孫、吳有訓、任之恭、周培源等教授都曾在物理系任教。   清華物理系培養出了不少著名科學家,如王淦昌、錢偉長、周光召等是其中的優秀代表。諾貝爾物理學獎獲得者:李政道、楊振寧博士都曾在清華物理系學習過。解放以來,應用物理專業作為物理系的一個專業方向,在各大高校逐漸設立,幾乎所有的高等學府都建立了物理學系,其中據不完全統計,設有應用物理專業的院校共有170余所。   解放以後,我國曾進行了大規模院系調整,很多原工科院校的物理系合併調整,有的工科院校乾脆就不再設物理學專業,只留下部分物理教學人員。另一方面,根據國務院的指示,為培養理工結合的新型人才,開創和發展我國的原子能科學技術,在部分學校成立了工程物理系。當時的工程物理系或者應用物理系基本上相當於現在的核工程與核技術專業。現在仍舊能夠看到這一遺留現象,很多應用物理專業的主要研究領域仍舊是核專業。   中國很多高校提出建設一流的綜合性大學,在這種背景之下,很多高校恢復了物理系或者應用物理系。現在我國大多數高等院校都設有應用物理系,或者在物理系內設應用物理專業,一大批理工結合的人才從應用物理專業湧現出來,在應用物理專業又大力加強了電子技術和電腦技術方面的基礎研究。如現在我國的北京大學物理系、中科大的應用物理專業、上海交通大學應用物理系、西安交通大學的理學院應用物理專業、北京科技大學(原北京鋼鐵學院)應用物理專業、中科院物理所等等。國際上最著名的學府如美國麻省理工學院、美國賓夕法尼亞大學、英國劍橋大學、日本的東京大學等都設有應用物理專業(AppliedPhysics),主要研究的課題包括核技術、宇航技術、固體物理、凝聚態物理、聲、光、電學的基礎開發和應用等。

專業就業狀況

  應用物理學專業的畢業生主要在物理學或相關的科學技術領域中從事科研、教學、技術開發和相關的管理工作。科研工作包括物理前沿問題的研究和應用,技術開發工作包括新特性物理應用材料如半導體等,應用儀器的研製如醫學儀器、生物儀器、科研儀器等。應用物理專業的就業範圍涵蓋了整個物理和工程領域,融物理理論和實踐于一體,並與多門學科相互滲透。   應用物理學專業的學生如具有紮實的物理理論的功底和應用方面的經驗,能夠在很多工程技術領域成為專家。中國每年培養本科應用物理專業人才約12000人。和該專業存在交叉的專業包括物理專業,工程物理專業,半導體和材料專業等。人才需求方面,中國對應用物理專業的人才需求仍舊是供不應求。應用物理學專業的人才也存在一些問題,該專業的人才雖然就業面比較廣,但是往往競爭力不夠強,例如雖然他們可能也對半導體材料有一些研究,但是研究的深度比起半導體專業的人才又有一些差距。因此,往往在競爭最好公司的研發部門中,處於下風。也正因如此,人們認為學習應用物理,找到的工作環境一般不會太好,不過這在一定程度上有些誇大其實。有很多IT產業的公司如IBM、朗訊等,對應用物理行業的人才仍舊獨有垂青。   改革開放以來,中國東部沿海地區的經濟中的某些行業,正在逐漸從勞動密集型向技術密集型和資金密集型發展,他們對基礎技術的需求越來越大,這些技術雖然大部分從國外進口,但是掌握這些技術,操作這些技術載體的儀器,仍舊需要大量的應用物理專業的人才。這些技術密集型的企業現在大多集中於中國的東部沿海地區,隨著新一輪的技術革命,將促進應用物理專業的研究繼續向縱深方向發展。   很多應用物理研究的課題仍舊是基礎性的,往往需要大量的政府的政策性投入,難以實現產業化,這對於打算畢業后從事應用物理研究的人員來說,是應該做好思想準備的。但是近年來,隨著科學發展速度的增快,很多應用物理行業研究出的前沿技術很快便得到了應用,例如中微子通信,就是目前熱門課題之一。隨著現在學科交叉與學科細分現象的日益明顯,知識的更新程度非常快。像應用物理這樣基礎性專業的人才,由於其可塑性強,基礎知識紮實,反而越來越能得到各個行業的重視。   作為一門基礎學科的應用科學,中國在應用物理學研究領域內取得了很大的發展,在很多領域內對其它學科也起到很好的促進作用,其中包括信息科學材料科學生命科學、能源與環境科學等。單晶硅技術的研究,為中國硬體產業的趕超提供了很好的支持。物理學研究材料的手段,如材料的電磁性能,光性能等,成為材料研究的基礎。這些使得應用物理專業的人才在從事具體的科研工作時得心應手。   大部分應用物理專業的人才主要集中於以上所述高新技術開發部門,而作為物理的基礎教育領域,則少有人問津,中國實際上急需一批應用物理專業的人才從事中國基礎物理教育事業。那些有報負的應用物理專業學生,也應該敢於投身於基礎教育領域,充分發揮自身的特長。很多學科脫胎於物理技術的應用,現在又反過來為應用物理的研究創造了更好的條件,電腦技術正在逐漸滲入應用物理領域,電腦模擬物理實驗,節省了大量的人力物力,這將為應用物理在新世紀迅速發展插翅添翼。因此,應用物理專業的人才應該發揮自身的優勢,並且有意識地培養自己多學科的學術素質,這將為自己的事業鋪上一條康莊大道。應用物理專業的學生應該注意發揮自身理工結合的特點。   在個人動手能力方面進行培養,通過大量的物理學實驗,增強自己基礎理論的理解。另一方面,學生應該注重學習電腦知識,能夠熟練的將電腦應用於工作當中,這樣,才能更加發揮應用物理專業人才的優勢,在各個領域內生根。畢業后從事需要堅實的物理理論基礎和動手能力的工作,紮實的理論知識以及應用能力,是很多企業任何時候都需要的人才:技術工程師—企業的工程技術工程師;教師—從事應用物理相關教育的教師;發明家——應用物理專業是最富產發明家的地方。

推薦閱讀