美国物理学申请大指南（1）

一、物理专业介绍

1、简介

物理学(PHYSICS)是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学，简称物理。

2、分支介绍

物理学有分支，美国高校的划分方法有两种，分别是：

按照研究的方法进行划分，包括实验物理和理论物理；

按照研究的领域进行划分，包括量子物理学，等离子体物理，粒子(高能)物理，核物理，AMO(原子/分子/光学)物理，天体物理，以及凝聚态物理；

随着现代物理学和其他学科的结合越来越紧密，逐渐产生了应用物理，生物物理这两个交叉方向。物理是一个成熟的古老学科，分支已经非常成熟，每个分支都有学校开设。以下是各个分支研究内容及申请热门程度的简要介绍：

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1)天体物理

热门程度：**

天体物理学是应用物理学的技术、方法和理论。该方向研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的天文学分支学科。天体物理学分为：太阳物理学、太阳系物理学、恒星物理学、恒星天文学、星系天文学、宇宙学、宇宙化学、天体演化学等分支学科。另外，射电天文学、空间天文学、高能天体物理学也是它的分支。其中高能天文物理发展较快，主要任务是研究天体上发生的各种高能现象和高能过程。由于天文物理属于纯理论的研究，应用的层面几乎没有，因此只有非常爱好的人才会去学这样的学科，属于非常冷门的方向。

2)量子物理学

热门程度：***

量子物理学是基于量子力学的一门学科，是一门研究震动中的微粒子的物理学。学家们在研究原子、分子、原子核、基本粒子时所观察到的关于微观世界的系列特殊的物理现象称为量子现象。量子世界除了其线度极其微小之外(10-10～10-15m量级)，另一个主要特征是它们所涉及的宏观世界所对应的物理量往往不能取连续变化的值，(如：坐标、动量、能量、角动量、自旋)，甚至取值不确定。实验事实表明，量子世界满足的物理规律不再是经典的牛顿力学，而是量子物理学。量子物理学是当今人们研究微观世界的理论，也有人称为研究量子现象的物理学。 量子物理也属于艰深的冷门研究方向，不过量子物理学比天文物理要稍稍热门一些。

3)等离子体物理学

热门程度：**

等离子体物理学(plasma physics)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。等离子体内部存在着很多种运动形式，并且相互转化着，高温等离子体还有多种不稳定性。因此等离子体研究是个非常复杂的问题。等离子体的实验研究，因为因素复杂多变，所以难度也很大，目前精确度还不高。现在正在大力进行这方面的研究，以期能够发展出一套方法，使等离子体的温度升高到一亿度以上，并能控制它的不稳定性,在足够长的时间内，将它约束住,使热核反应得以比较充分地进行下去。对等离子体物理的研究最初的目的是解决日益严重的能源问题。这些研究需要很昂贵的仪器，属于很高端的研究，只有少数的人参与研究。

4)粒子(高能)物理

热门程度：**

高能物理学(high energy physics)又称粒子物理学或基本粒子物理学，它是物理学的一个分支学科，研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质，和在很高的能量下，这些物质相互转化的现象，以及产生这些现象的原因和规律。它是一门基础学科，是当代物理学发展的前沿之一。欧洲大型强子对撞机09年开始运作，使得高能物理的研究欣欣向荣。目前的实验包括：CMS，D0，Atlas等等。由于从事高能物理研究需要很高端的仪器，而国内的学校一般都没有这个条件，因此也是个很冷门的方向。

5)核物理

热门程度：***

核物理学又称原子核物理学，是20世纪新建立的一个物理学分支。它研究原子核的结构和变化规律;射线束的产生、探测和分析技术;以及同核能、核技术应用有关的物理问题。原子核物理和高能物理有很大的相似之处。如今的核物理已不再是研究物质结构的最前沿。不过核物理已经在很多方面都已经很大的应用。例如现在的核能，辐照加工、食品的保藏和医药的消毒、辐照育种、辐照探伤以及放射医疗等等，而且相对而言对仪器的要求也没有那么高。因此还是比高能物理稍微热门一些。

6)AMO(原子/分子/光学)物理

热门程度：****

光学是研究光辐射的性质及其与物质相互作用的一门基础学科，包括光的产生、传输与探测规律，光与原子、分子、凝聚态物质、等离子体相互作用的线性和非线性光学过程、光谱学特征，以及光学与其它学科交叉的有关问题及应用。光学学科的发展与理论物理、凝聚态物理及材料科学等的发展密切相关，也对信息科学、生物、化学及医学等的进步产生深刻影响。由于与前沿科技比较贴近，光学系的人际关系网很广，尤其是和inustry的联系密切。光学研究在物理方面是属于很热门的方向。对于我们的客户而言，由于申请物理大部分是中大的客户，而他们的研究经历一般都是和太能薄膜，光子晶体相关(这两方面的教授名单已经收集，详看秘密基地)，因此光学也是客户申请的主流方向。

7)凝聚态物理

热门程度：*

凝聚态物理学是现在物理学最大的分支领域，是从微观角度出发，研究由大量粒子(原子、分子、离子、电子)组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科，以固体物理为基础的外向延拓。目前此一领域有两大热门方向“超导”和“纳米”，其他研究对象除晶体、非晶体与准晶体等固相物质外还包括从稠密气体、液体以及介于液态和固态之间的各类居间凝聚相，例如液氦、液晶、熔盐、液态金属、电解液、玻璃、凝胶等。研究领域包括固体物理、晶体物理、金属物理、半导体物理、电介质物理、磁学、固体光学性质、低温物理与超导电性、高压物理、稀土物理、液晶物理、非晶物理、低维物理(包括薄膜物理、表面与界面物理和高分子物理)、液体物理、微结构物理(包括介观物理与原子簇)、缺陷与相变物理、纳米材料和准晶等。

3、就业前景

总体情况：物理属于理论专业，和工业界的联系不多。总体而言物理学无论是在美国还是在中国，在工业界的就业都不理想，一方面是因为导师和工业界的人不熟悉，无法为学生找到教职以外的出路。而由于很多申请物理的都是PHD。因此很多情况下美国的PHD毕业以后都是留在学校里面做博士后，或者到相应的研究机构做研究，或者是回国去大学做教授，又或者去中科院之类的研究机构做研究。在美国，物理工作者由于几乎都是博士，因此工资偏高。

针对每一个方向的人来说，就业的方向情况又有比较大的区别。

天文物理，等离子体物理，高能(粒子)物理，量子物理

这几个方向的物理工作者由于本身研究内容过于先进，有些只是为了满足人类认识世界的好奇心而从事的研究，有些则完全脱离了现实，离应用还很长的距离。因此学习这些方向的物理工作者毕业以后只能是留在学校和在相应的研究机构从事研究工作。

原子核物理

原子核物理主要也是在学校担任教职和在研究机构担任研究人员外，还可以担任核电站的技术人员。虽然原子核物理的工作者也是从事教育和研究工作居多，不过这里把他们和以上的几个方向区别开来是因为原子核物理的研究偏重于如何应用这些核技术。现在核技术已经在越来越多的领域得到了应用。最重要的是核能源的开发，另外同位素药剂应用于某些疾病的诊断或治疗;同位素仪表在各工业部门用作生产自动线监测或质量控制装置。加速器及同位素辐射源已应用于工业的辐照加工、食品的保藏和医药的消毒、辐照育种、辐照探伤以及放射医疗等方面。为了研究辐射与物质的相互作用以及辐照技术，已经建立了辐射物理、辐射化学等边缘学科以及辐照工艺等技术部门。

光学

光学作为21世纪物理的一个最热门方向，并非没有道理。它是最接近应用的一个方向了，和EE结合得也最紧密。特别是如过出身于三大光学中心(Rochester，Central Floria，Arizona)的光学院的话，由于它们得到工业界的广泛认可，联系又紧密，就业不成问题。此乃光学研究者可以在光纤通讯，光学器件公司(典型的是眼镜)，太阳能产业，激光，液晶材料等领域工作。太阳能方面，虽然经济低迷，不过美国的太阳能产业仍取得长足进步。美国有意从德国手中抢夺太阳能的头把交椅。去年，美国太阳能设备市场比2008年扩大近一倍;安装太阳能设备的美国民房与日俱增，屋顶式太阳能设备的发电量增加了约两倍。在其他行业纷纷裁员之际，太阳能行业的就业人数却在扩大。现在在美国就业最好的州是加州，佛罗里达州，新泽西州，科罗拉多州，亚利桑那州。

跟EE结合比较多的是关于光电子，光通讯方面的了。这方面的就业就更广了，一般的网络公司，我们熟悉的中国移动，中国电信，联通，铁通，聚友等等，以及仪器设备商，例如华为，中兴，TP—Link等等。至于光子晶体，由于其特殊的结构和对于光的特殊性质，对于发明新的光学仪器有很大的帮助，例如太阳能电池就可以通过光子晶体而提高太阳能的利用效率，又例如可以利用光子晶体制造新的光开关，光放大器，光聚焦器等等。光子晶体极有可能取代传统的光学产品，对经济社会发展起到不可估量的作用。就业方面以光学仪器公司，太阳能相关的产业居多。

凝聚态物理

凝聚态由于其研究的范围太广，就业情况也要分开看是研究的具体内容是什么。做半导体，超导体，纳米材料的由于和EE比较相关，可以从事有关电子行业的材料研发，测试工作，不过现在的物理系比较偏重理论研究。因此现实中大部分人还是继续做研究。凝聚态毕业生找工作多在一些典型的工业重地为佳：例如加州，德州，滨州。例如美国国家半导体公司就设立在加州，德州石油工业发达。凝聚态的同学想要在工业界找到工作的话，除了要早点准备意外，也要跟一位和工业界联系较多的教授，毕业的时候他还可以推荐你到某些公司。