畢達留學
美國留學康奈爾大學物理專業介紹

中國有句話“學好數理化,走遍天下都不怕”,現實也證明了這一點。在美國留學大潮中,理工科專業始終是比較熱門的。想典型的理工科--物理就是這樣的。下面畢達教育的老師就給大家介紹下美國名校--康奈爾大學的物理學專業,希望能給去美國留學的你以參考。

康奈爾大學物理專業

在選擇美國大學專業的時候,很多計劃申請美國研究生的人在選擇理工科專業時,往往會把目光集中在一些名校的優勢專業上,例如常青藤(Ivy League)盟校、MIT、Stanford、Berkeley、Caltech等等的一些強勢專業;其中很多人都會選擇美國大學專業中的物理專業來申請,下面就來看看康奈爾大學博士對美國大學物理專業的一些解讀,希望對大家有所幫助。

美國留學康奈爾大學物理專業-發展史

伽利略創立了近代物理的實驗方法論,為后世物理學家開創了道路。從此物理學開始了蓬勃的發展,近代和現代的技術發明和人類進步,大多最初源自物理學上的發現。沒有物理學就沒有計算機、相機、汽車等等現代生活中必不可少的工具。現代的技術發明,往往是在物理實驗室研究到一定程度之后,進入工業界的研究室,再推廣到市場。

美國留學康奈爾大學物理專業-能級

能級是物理學中的重要概念,標識物理過程中涉及的能量等級。當代的物理最大的兩個分支是凝聚態物理(condensed matter)和高能物理(high energy),分別是在原子的能級和原子核內部粒子的能級。

經過20世紀的發展,對單一原子的理解已經相當深入,但是當大量原子形成一定結構(如晶體(crystal))時,電子在其中的行為與在單一原子中有極大的不同。這就是凝聚態物理研究的主要對象:多體效應(many-body effect)。超導(superconductivity)、超固體(super solid)、波色-愛因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensation)、量子計算機(quantum computer)、碳納米管(carbon nanotube)和單層碳結構(graphene)、光學晶體(optical lattice)等等,都是凝聚態物理研究的最前沿。由于多體問題的數學復雜性,實驗現象往往很難得到理論解釋。許多理論都通過簡化實際情形來抓住物理過程的主要本質,從而簡化數學上的困難。也有一些從最基本的公式出發來推導,試圖去擬合實驗現象。

原子核內部的運動的能量比原子和電子運動的能量要高很多,因此物理學的這個分支叫做高能物理。標準模型(standard model)比較好的描述了組成原子的粒子的物理性質,但是仍然有很多實驗和理論問題是它不能描述的,如中微子(neutrino)的轉化和質量,西格斯粒子(Higgs boson)的模型等等。要進行如此高能量的實驗,主要借助遇加速器(accelerator),將粒子加速到非常高能量后轟擊要研究的標靶(target)。高能物理往往同時存在有數種乃至數十種不同的理論,然而由于實驗數據的匱乏,這些理論都暫時無法驗證。實驗能夠達到的能級是高能物理的最大瓶頸。

物理學的研究提供了許多有用的工具來為其他學科服務。生物物理(biophysics)就是利用物理的工具來研究生物過程,比如用光學扭矩(optical tweezers) 來研究DNA的分解和力矩。

美國留學康奈爾大學物理專業-光學

光學也是物理學中的一個重要分支,特別是在量子光學(quantum optics)的概念被提出后,這一領域得到了極大的發展。光有著波粒二像性,是一種量子波。一般認為光線是直的,乃是忽略了波的性質,因而光顯得由粒子組成。在一定條件下,光的量子性會在物理系統中起到主要作用,不能被近似忽略掉。因而我們必須研究量子光學來描述這些體系。光學跟工業界有著非常的密切聯系,很多成果走出實驗室就上流水線了。

物理是人類認識自然中走得最前的一個學科,它的分支、研究范圍和方法都是一直變化,隨時都可能出現或大或小的新前沿和交叉學科。進行物理的研究生學習,最重要的是習得物理的研究方法。許多其他的科學界、工業界、金融界的問題,都可以用物理的方法去研究,因而物理的畢業生未來就業的方向是很廣的。

通過上面對美國大學專業中的物理專業的解讀,相信對于很多計劃申請美國研究生的人來說,在準備申請美國大學物理專業的時候,可以參考上述的信息來申請和制定計劃。

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