美国物理专业博士申请介绍

美国大学物理专业的开设比较简单，基本上都是开设在学校文理学院下（school of arts an sciences），会开设单独的物理系（epartment of physics），由于天文学也是物理学的一部分，和天文学开设在一起，称为物理和天文学系（epartment of physics an astronomy）。该专业以ph学位为主，专业排名前70的学校中，而开设master学位的只有40所左右。侧面反映出物理学的重心在于培养独立研究的人才。

物理专业分支

1、根据研究的物质运动形态和具体研究对象划分

（1）力学（mechanics）：研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律；

（2）热学（thermoynamics）：研究物质热运动的统计规律及其宏观表现；

（3）电磁学（electromagnetics）：研究电磁现象，物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律；

（4）光学（optics）：研究光的本性、光的传播和光与物质相互作用的基础学科；

（5）原子物理学（atomicphysics）：研究原子的组成、排布及其运动、转化规律的科学。

2、根据研究方法的侧重点划分

 （1）理论物理学（计算物理学 computationalphysics）：通过为现实世界建立数学模型来试图理解所有物理现象的运行机制。通过“物理理论”来条理化、解释、预言物理现象。丰富的想象力、精湛的数学造诣、严谨的治学态度，这些都是成为理论物理学家需要培养的优良素质。

 （2）实验物理学（技术物理学technicalphysics）：物理学是实验科学，凡物理学的概念、规律及公式等都是以客观实验为基础的。因此物理学绝不能脱离物理实验结果的验证，实验是物理学的基础。实验是有目的地去尝试，是对自然的积极探索。科学家提出某些假设和预见，为对其进行证明，筹划适当的手段和方法，根据由此产生的现象来判断假设和预见的真伪。因此科学实验的重要性是不言而喻的，其中物理实验自然也雄居要位。

3、物理学分支细化所衍生的现代新兴学科

 （1）原子、分子、光波物理学：原子物理学atomicphysics专门研究原子的结构和性质，即环绕着原子核、束缚于原子内部的电子的排列，这排列所产生的现象与效应，以及促使这排列改变的过程。分子物理学molecularphysics专注于研究分子的物理性质以及将原子结合为分子的化学键性质，它和原子物理学紧密相关。光波物理学opticalphysics研究电磁辐射的生成与性质、电磁辐射与物质之间的微观相互作用，特别是其控制与操纵。

 （2）粒子物理学（particlephysics）：粒子物理学是研究组成物质和射线的基本粒子以及它们之间的相互作用的物理学的分支。由于基本粒子在大自然一般条件下不存在，或不单独出现，物理学家只有使用粒子加速器在高能相撞的条件下才能产生和研究它们，因此粒子物理学也被称为高能物理学high-energyphysics。

 （3）原子核物理学（nuclearphysics）：简称核物理学或核子物理学，是研究原子核性质、结构和变化规律的物理学分支。研究各类次原子粒子与它们之间的关系、分类;分析原子核的性质和结构;研究原子核的获得射线束并将其用于探测、分析的技术，以及研究同核能、核技术应用有关的物理问题。

 （4）固体物理学（soli-statephysics）：是凝聚态物理学中最大的分支。它研究的对象是固体，特别是原子排列具有周期性结构的晶体。固体物理学的基本任务是从微观上解释固体材料的宏观物理性质，主要理论基础是非相对论性的量子力学。

 （5）凝聚态物理学（conensematter physics）：凝聚态物理学是当今物理学最大也是最重要的分支学科之一。凝聚态物理学是一门以物质的宏观物理性质作为主要研究对象的学科。所谓“凝聚态”是指由大量粒子（原子、分子、离子、电子）组成，并且粒子间有很强的相互作用的系统。它是研究由大量微观粒子（原子、分子、离子、电子）组成的凝聚态物质的微观结构、粒子间的相互作用、运动规律及其物质性质与应用的科学。自然界中存在着各种各样的凝聚态物质，它们深刻地影响着人们日常生活的方方面面。在最常见的三种物质形态——气态、固态和液态中，后两者就属于凝聚态。低温下的超流态，超导态，超固态，玻色-爱因斯坦凝聚态，磁介质中的铁磁态，反铁磁态等，也都是凝聚态。

 （6）激光物理学（laserphysics）：激光发生的原因、物理机制及与其它物质间相互作用的物理学分支。在全息照相、激光核聚变、材料加工、医疗、军事等领域应用极为广泛。激光技术是新技术革命中最活跃的领域之一，现在研究激光用在医院，军事上。

 （7）等离子体物理学（plasmaphysics）：是研究等离子体的形成、性质和运动规律的物理学分支学科。等离子体是宇宙中物质存在的主要形式，太阳及其他恒星、脉冲星、星际物质、地球电离层、极光、电离气体等都是等离子体。

 （8）地球物理学（geophysics）：是地球科学的主要学科，是通过定量的物理方法和物理学原理，特别是通过地震反应、折射、重力、地磁、电、电磁和放射能的方法，研究地球及地球形成和动力的学科，研究范围包括地球的水圈和大气层。地球物理学研究广泛系列的地质现象，包括地球内部的温度分布;地磁场的起源、架构和变化;大陆地壳大尺度的特征，诸如断裂、大陆缝合线和大洋中脊。现代地球物理学研究延伸到地球大气层外部的现象（例如，电离层电机效应〔ionosphericynamo〕、极光放电〔auroralelectrojets〕和磁层顶电流系统〔magnetopause current system〕），甚至延伸到其他行星及其卫星的物理性质。

 （9）大气物理学（atmosphericphysics）：是研究大气的物理属性、物理现象、物理过程及其演变规律的学科。是大气科学的一个分支。它主要研究大气中的声象、光象、电象、辐射过程、云和降水物理、近地面层大气物理、平流层和中层大气物理，既是大气科学的基础理论部分，又是环境科学的一个部分。

 （10）海洋物理学（oceanographicphysics）：是以物理学的理论、技术和方法，研究海洋中的物理现象及其变化规律，并研究海洋水体与大气圈、岩圈和生物圈的相互作用的科学。它是海洋科学的一个重要分支，与大气科学、海洋化学、海洋地质学、海洋生物学有密切的关系，在海洋运输、资源开发、环境保护、军事活动、海岸设施和海底工程等方面有重要的应用。

 （11）天体物理学（天文学astronomy）：是研究宇宙的物理学，这包括星体的物理性质﹙光度，密度，温度，化学成分等等﹚和星体与星体彼此之间的相互作用。应用物理理论与方法，天文物理学探讨恒星结构、恒星演化、太阳系的起源和跟宇宙学相关的问题。由于天文物理学是一门很广泛的学问，天文物理学家通常需要应用很多不同的学术领域，像经典力学、电磁学、统计力学、量子力学、相对论、粒子物理学等等。

 （12）生物物理学（biophysics）：是运用物理学的理论、概念、技术和方法，研究生命物质的物理性质、生命过程的物理和物理化学规律，以及物理因素对生物系统作用机制的科学。生物物理学是物理学与生物学相结合的一门边缘学科，是生命科学的重要分支学科和领域之一。生物物理学是研究生物各层次结构与功能的关系、生命活动的物理、物理化学过程和物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科。生物物理学旨在阐明生物在一定的空间、时间内有关物质、能量与信息的运动规律。

申请要求

1、硕士申请

 （1）硬件：对于申请前五十的学生，我们依然建议学生的硬件成绩达到：gpa：3.5+，toefl：100+，gre：320+3;而对于前一百的学生，我们建议学生最低需要达到：gpa：3.0+，toefl：85+，gre：315+3。

 （2）软件：对于硕士申请，我们可以通过科研、实习、竞赛、志愿者活动、交流等丰富自己的背景。

2、博士申请

每一年，美国的物理博士申请的竞争都相当剧烈，除了要有优秀的gpa成绩和语言成绩，还要有能吸引各大教授的科研背景，一般来说，需要1-2年的准备时间，且需要到目标大学的网站上仔细了解招生的入学条件，并准备好相应的材料再通过一定的方式提交申请。

 （1）硬件要求：

美国物理专业对一些国内顶尖大学的学生更为青睐，专业前50的学校通常要求：gpa起码要3.3（b+）；gre v+q>315，部分学校的物理系要求physical sub成绩，对于gre学校更加注重percentage而不单是分数；ibt>84。

（2）软性要求：

研究经历可以说是申请ph必需的，也是对申请者来说最加分的一项。好的gt成绩+专业论文+计算机技术+结合了专业知识的ps与有针对性的推荐信等文书=更具有竞争力的申请背景=在理论物理方面更有竞争力的背景。

申请建议

从物理专业的发展来看，形式还是十分乐观的。毕竟物理学是一门基础学科，它的地位还是十分重要的。而很多美国大学的研究生院对于物理专业人才还是较为短缺的，相对比较容易获得奖学金。对于学习理论物理的优秀学生，如果数理基础十分好，还可以选修些金融方面的相关课程，毕业后可以去金融机构做数量分析，也是多一种选择。对于学习实验物理的优秀学生，完成学业后，可以继续从事相关领域的科研工作，努力成为一名优秀的专业人才。

如果从专业方向上来说，凝聚态物理，高能物理和光学物理仍然会占据物理专业的主要申请地位。其实，并不是说哪个方向容易申请，容易拿到奖学金就单纯的申请哪个方向，最主要的还是要看自己的背景与哪个方向是最匹配的。

申请的难易程度还是和专业背景相关性有着紧密的联系，即使申请难度较大的方向，如果背景十分匹配，也是有很大希望的，换句话说，如果背景相差较大，即使选择了一个较为容易申请的方向，结果也不一定很有把握。还有就是强烈建议申请物理专业的学生要参加sub考试，虽然多了一项考试，但是如果能取得一个较为理想的sub成绩，会对申请起到很大的帮助。尤其是对于拿奖学金，优秀的sub成绩更加重要。而且，从选校角度上也可以看出物理sub的重要性，举个例子，前100的美国大学中，大部分的学校都要求申请者提供sub成绩，即使不是要求，也是强烈建议申请者具有一个sub成绩。

所以，为了更有把握地拿到理想的结果，建议申请者能够参加sub考试，也希望所有申请者都能拿到理想的结果。

就业方向

1、典型的物理职业

无论你的研究方向是空间，时间，物质还是物理世界中其他有趣的元素，都可以在毕业后拥有非常广阔的就业领域。

尽管物理毕业生在研究岗位上继续工作，但是也有很多毕业生分布在不同的行业，包括教育，汽车和航空航天工业，国防，公共部门，医疗保健，能源，材料，技术，计算机和信息技术等。

（1）物理科研职位

虽然物理学本科毕业生也有机会进入科研机构，但是如果你想要长期从事研究、想要成为高级研究员，那么你最好可以获得研究生学位。优秀的、科研前沿的研究人员可以获得物理研究所（iop）“特许物理学家”（cphys）的称号，并获得荣誉硕士，硕士或博士学位等。

还是非常建议想要从事科研的小伙伴们最起码拥有硕士学位。因为，在研究生阶段的学习可以帮助你非常快速地获得深入的、前沿的知识，帮你做好在特定专业领域内工作的准备。这些专业领域可能是：天体物理学，粒子物理学，生物技术，纳米技术，气象学，凝聚态物理学，量子动力学，应用物理学，等离子体物理学，航天动力学，原子和激光物理学，大气，海洋和行星物理学和气候科学等。

（2）空间科学与天文学的相关职位

成为宇航员是你多人童年时都曾经有过的梦想，而选择学习物理学的你实现这个梦想的机会更大！与从事科研一样，想要在空间科学与天文学相关行业成功求职也要求你至少拥有硕士学位。

除了公共部门和私营部门的研究机构之外，提供空间和天文学相关岗位的其他组织包括博物馆和天文馆。也可以找到专业的天文学家在大学内进行研究和教学，或者从事与学术机构有联系的研究实验室和天文台。

作为一名天文学家，工作本质上是研究宇宙，从全球卫星和航天器收集数据，操作无线电望远镜和光学望远镜。该部门的其他职位工作职责包括调查和研究新材料和新技术，测量现有材料和技术的性能，以及解决航天器在设计阶段的遇到的各种问题。

（3）医疗行业的相关职位

虽然医疗行业很可能不是你作为物理学毕业生的就业首选，但是医疗行业也需要大量的物理学人才是一个不争的事实。医学物理学与生物医学工程学有重叠，在医疗行业中，物理学家与生物医学工程师常常一起工作，创造，审查和维护医疗技术和设备。因此物理学家经常在放射学，放射肿瘤学和核医学等领域工作，主要工作职责就是测试和确认最新的技术和设备，另外还需要研究、设计和保证最新设备与技术的质量。

你还很可能会在医疗技术公司的科研中心担任研究性的职位。想要胜任这一职位你需要具备加速器物理（accelerator physics）知识、辐射探测和材料科学（raiation etection an materials science） 知识。

 同样的，想要任职于医疗行业，你也需要硕士及以上学位。

（4）工程类相关职位

工程部门是物理学毕业生的一个好去处，特别是在制作工艺和技术方面。物理毕业生往往肩负着改进和发展产品，以及制造工艺的任务！这类工程部门可能在医药行业、能源行业、可再生能源行业、运输行业、国防行业、太空探索行业和电信行业等。

（5）能源物理相关职位

无论是可再生能源还是不可再生能源都是物理学的研究领域，并且都能为物理学毕业生提供大量的就业岗位。随着可再生能源与清洁能源的兴起，新兴能源行业需要大量的物理学人才，用于研究太阳能、风能、核能等，并在这方面投入巨资进行研究和开发。同时传统能源行业（煤炭、石油）仍然是人们生活中所需能源的重要来源，在这类行业就业的物理学毕业生的一个工作重心就是利用地球特性与最新技术，以最有效的方式提取化石燃料。

（6）技术领域的相关职位

技术领域对于物理学专业毕业生的需求持续增长，主要的增长空间来自于对创新的需求。因此，这一行业对于物理学毕业生而言，是挑战更是新机遇。就业于这一领域的你很可能需要和其他专家一起工作，以开发新的想法和产品为主要工作目标。

这一领域需要的物理学人才有比较明显的专业性划分，主要需要的有：机器学习、纳米科学、纳米技术等方向的物理学人才。这类方向有一共同特点就是：年轻且潜力巨大。

技术物理学职业可能在公共或私营部门的研究中心。在飞利浦或西门子等大型科技公司中，毕业生有很多机会，因为这些企业热衷于吸引来自世界各地的创新和有才华的研究人员。

（7）地球物理和气象的相关职位

想要任职于这一领域必须对地球运作方式的科学解读非常了解。物理学家一般会把目光放在研究自然灾害的预测上，但是选择成为一名气象相关从业者的你需要将重点放在日常天气预测等领域。并且要研究气候变化的长期影响。

2、其他

除以上方向之外，你也可以用你的数学能力进入金融行业，或者你的技术创新知识进入法律领域的相关领域（如专利法或法医学）。

媒体和娱乐是另外两个潜在的行业，科学新闻行业也需要物理学家，电脑游戏编程和电影特效等职位。其他选项包括在教学，制造，运输，建筑和通信方面的职位。

2、美国物理专业院校推荐及申请要求

 麻省理工学院

世界公认的最好的理工大学，被誉为“世界理工大学之最”的美称。麻省理工学院运行着马萨诸塞州的两座天文台，并且同智利的拉斯坎帕纳斯天文台有着合作关系。

mit的物理系的研究工作包含四个ivision，天体物理，原子、凝聚态及等离子体物理，实验原子核物理与粒子物理，理论原子核物理与粒子物理。

毕业起薪：

college factual的研究数据显示：麻省理工学院物理学专业（本科）毕业生的平均年薪起薪为65,000美元，在职业生涯中期的薪资大约年薪为103,000美元。去年该专业毕业人数为104人，占本科生总毕业人数的8.6%。

康奈尔大学

物理系研究领域有粒子物理，天体物理及广义相对论，加速器物理，凝聚态物理及生物物理。凝聚态物理为一个大组，其研究方向包括：非平衡系统原理，复杂流体及聚合物，临界现象及相变，纳米结构，低温物理，量子波动及量子纠缠，超冷原子等。此外，粒子物理的研究也同样具有很强大的实力。康奈尔大学还有应用物理项目，其独立于物理系，研究的方向较新较前沿，包括纳米科学与技术，光子学与量子电子学，凝聚态与材料物理，生物物理，等离子体物理，原子分子物理等。

①申请说明：

研究生阶段开设的学位只有ph。该专业要求申请者需熟悉分析力学、电子与磁场学、光学和波动、电子和原子物理、线性几何、微分方程和向量微积分、数学等专业知识。国际学生担任助教需通过美国外语教学协会（actfl）中高级资格（"intermeiate high"）。经物理学系录取的ph学生皆可获得奖学金。

②毕业起薪：

college factual的研究数据显示：康奈尔大学物理学专业（本科）毕业生的平均年薪起薪为64，000美元，在职业生涯中期的薪资大约年薪为123，000美元。去年该专业毕业人数为30人，占本科生总毕业人数的0.8%。

加州大学-伯克利

伯克利拥有著名的劳伦斯伯克利国家实验室。物理系的研究方向包括amo，凝聚态物理，天体物理，生物物理，粒子物理，等离子体与非线性物理。

学校在三个主要领域取得突破：宇宙物理学、量子物理学以及生物物理学。研究者目前正在研究幼鸟的运动以及这些运动如何解释它们飞行的本能。

①申请说明：

研究生只招收ph学生，且为研究生提供fellowship、ta/ra奖学金，未获得全额奖学金的学生将获得导师给予的助研或助教机会。

②毕业起薪：

college factual的研究数据显示：加州大学-伯克利物理学专业（本科）毕业生的平均年薪起薪为60,000美元，在职业生涯中期的薪资大约年薪为105,000美元。去年该专业毕业人数为97人，占本科生总毕业人数的1.1%。

伊利诺伊厄巴纳-香槟大学

物理系的研究领域包括amo，量子物理，天体物理与宇宙学，生物物理，凝聚态物理，高能物理，原子核物理等。uiuc拥有全美最大的之一，也是实力最强的凝聚态物理研究组，凝聚态组与其他系，特别是材料系是交叉在一起的，所以实验室和办公室多，他们有自己的一栋楼。他们还与力学系、化学系、电子系交叉合作。可以说是大杂烩。凝聚态组的研究方向也多种多样，包括纳米科学与技术，半导体，低维系统，超导体，强关联系统，电子材料，mbe等等，其中，03年的诺奖获得者，leggett教授，研究超导体。此外，uiuc的物理系在量子信息的研究方面也具有很强的实力。

申请要求：

伊利诺伊厄本纳-香槟大学物理系（epartment of physics）研究生招收ms与ph学生，要求申请者本科毕业，ms项目无需拥有物理专业背景但ph项目对专业背景要求较为严格。未满足上述要求者需在研究生第一学期修读相关课程。该系向学生提供的奖学金类型有ta/ra及fellowship奖学金，涵盖所有的学费、部分杂费等。

该系只接受秋季学期申请，所有申请材料、考试成绩需于该截止日期前递交给学校。

加州大学-洛杉矶

加利福尼亚大学-洛杉矶是大型等离子设备的建造地，这使得该校学生和来自世界各地的科学家能够研究等离子操控和阿尔芬波。该设备能够创造出大振幅连续的剪切波，与其相似的其它机器暂时还无法做到这一点;凯克天文台天文学部门的学生使用双子望远镜获取两星系碰撞的红外线景象;其高密度物理学小组正利用60束欧米茄激光进行试验。

毕业起薪：

college factual的研究数据显示：加利福尼亚大学物理学专业﹙本科﹚毕业生的平均年薪起薪为57,000美元，在职业生涯中期的薪资大约年薪为125,000美元。去年该专业毕业人数为53人，占本科生总毕业人数的0.7%。

密歇根大学-安娜堡

密歇根大学物理系规模较大，且方向较全。物理系的研究领域包括天体物理，amo，生物物理，凝聚态物理，基本粒子物理。amo和高能物理实力较强，凝聚态物理相比起来稍弱，方向也不是很新，但也实力不俗。

研究领域大多源自物理系。但也有自己的一些特色的交叉学科研究，包括医学物理，方向有核磁共振，超声成像，利用超快激光实现眼科手术及视力矫正方面的研究。医学物理是个很有前途的研究领域，具有极大的应用价值。密歇根大学的ap项目有七位老师在研究医学物理;

材料物理，方向包括mems，半导体量子点，新药物，介观电子器件，磁纳米结构等。密歇根大学在纳米材料的实时表征（characterization）方面具有很强的实力。

申请要求：

开设学位：ph

gpa要求：无

gre要求：require

gre subject：recommen

可申请学期：秋季

斯坦福大学

在加州的旧金山附近。与物理有关的有三个专业：应用物理，生物物理和物理。生物物理可能是在生物科学底下申请。

研究方向上，应用物理是一个大系，拥有众多的faculty。加速器物理是一个重点方向，这也可能由于斯坦福拥有强大的直线加速器。此外，凝聚态及材料物理，纳米科学与技术，光子学也具有很强的实力。教授的研究方向常常横跨多个领域。相对来说，物理系的研究方向较为基础，但也有量子电子学，聚合物物理，激光物理等应用的方向。但应用物理和物理系的教授往往是ajunct的，所以在物理系应该也可以有机会参与应用方面的研究。

另外，华裔诺贝尔物理学奖获得者——朱棣文（steven chu）在担任美国能源部长之前是应用物理系和物理系的教授。

加州理工学院

位于加州的帕萨迪纳，钱学森学长的研究生阶段就读的学校，也是全美三大理工之一。这家的申请流程上很有特色的一点是，可以接受扫描的成绩单。并且申请费是可以argue的，也就是说，可以填一个申请费的waive表，并且email给小米，然后有可能能够免除申请费。如果你的gt将caltech作为免费送分学校的话，那你申请这家就不用花一分钱，不申白不申呢。

caltech绝对是做科学研究的好地方，拥有多个高级研究中心，并且研究方向非常前沿。与物理有关的有，纳米科学中心，量子信息中心等等。caltech还有一个特点是学习很苦，负担很重，并且很难毕业。帕萨迪纳离la和好莱坞不太远，但读了n年书却没去过那个地方的大有人在。

caltech的物理系方向多且全，较大的组有天体物理（主要是观测方向）及凝聚态物理。较多的教授在纳米科学与技术及介观物理这个方向从事研究。

教授人数较多的方向为光子学及量子电子学，固体器件，固体及材料，其他方向还有生物物理，等离子体物理，计算物理及流体力学。这些教授基本上都是其领域内的领军级人物，例如yariv教授，是光电子学方面的权威。它们的研究方向也基本上都是最前沿的，例如纳米生物材料，量子光子学器件，纳米器件，超快光子学，光通信等等。

哈佛大学

位于剑桥，与mit比邻。哈佛大学的物理系规模较大。教授较多的方向有，生物物理，amo（原子，分子及光物理），凝聚态物理，低温物理，介观物理。教授中，ramsey，bloembergen和glauber都曾是诺贝尔物理学奖的获得者，其中glauber教授曾经造访交大。哈佛大学也有应用物理的项目，方向也较多较新，如生物物理，电子器件与系统（包括nems，mems），材料科学，光与物质的相互作用等。

哥伦比亚大学

哥伦比亚大学物理学系位于纽约市morningsie heights campus的pupin hall。有教员35人，研究方向包括：天体物理，原理，离子，光学物理，凝聚态物理，原子核物理，粒子物理，理论物理等。系里每年有20个本科生，100个研究生。系里研究地点是校内的pupin laboratories，schapiro hall，nevis laboratories以及其他的校外一些实验室。该系的毕业生或教员中，有13位曾经因其在理论物理学上的突出贡献获得过诺贝尔奖，有16位曾经因为其在实验物理学上的发现获得过诺贝尔奖。

芝加哥大学

芝加哥大学物理系（epartment of physics）开设有物理硕博连读项目（ph in physics/ms）。该项目为期4-6年，要求申请者拥有物理、工程学等本科专业背景。每年平均申请该项目的学生约596人，录取人数达90人。所有录取的学生均可获得ta/ra及fellowship奖学金，申请者无需单独申请，奖学金自动随offer发放。

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