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物理学

基本信息

一级学科, 专业名称:物理学     专业代码:070200     门类/类别:理学     学科/类别:物理学类

内容

物理学,简称“物理”。原词出自希腊文(原文为φυσικός (physikos): natural,而 φυσικός 是 φύσις (physis): Nature 的变体) ,原意自然。古时欧洲人称呼物理学作自然哲学。从最广泛的意义上来说即是研究大自然现象及规律的学问。物理学家们研究存在于不同空间与时间内的物质的状态,研究物质运动最一般的规律和物质的基本结构。在现代,物理学已经成为自然科学中最基础的一门学科。物理学理论通常以数学关系的形式表达出来。历经长期印证的物理学理论有时被称为物理学定律。然而就如其他所有科学理论一样,这些定律永远无法被证明,只能通过不断地实验来检验其正确性。

物理学是一种自然科学,注重于研究物质、能量、空间、时间,尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识;更广义地说,物理学探索分析大自然所发生的现象,以了解其规则。 物理学(Physics):物理现象、物质结构、物质相互作用、物质运动规律. 物理学与其他许多自然科学息息相关,如化学、生物、天文和地质等。特别是化学。化学与某些物理学领域的关系深远,如量子力学、热力学和电磁学。

专业

本科生专业

  1. 物理学 070201
  2. 应用物理学 070202
  3. 核物理 070203
  4. 声学 070204

研究生专业

  1. 物理学 070200
  2. 理论物理 070201
  3. 粒子物理与原子核物理 070202
  4. 原子与分子物理 070203
  5. 等离子体物理 070204
  6. 凝聚态物理 070205
  7. 声学 070206
  8. 光学 070207
  9. 无线电物理 070208

方向

光电 光电材料 光电技术 绿色能源 应用物理 新能源材料 光通信与信息 绿色能源技术 光伏科学与技术 光电器件及其应用 光信息科学与技术

分支

  1. 经典物理学
    ●牛顿力学(Mechanics)与理论力学(Rational 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
    ●电磁学(Electromagnetism)与电动力学(Electrodynamics): 研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律
    ●热力学(Thermodynamics)与统计力学(Statistical mechanics): 研究物质热运动的统计规律及其宏观表现
    经典力学、声学、光学、热力学、电磁学,

  2. 现代物理学
    相对论(Relativity): 研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律.
    量子力学(Quantum mechanics): 研究微观物质运动现象以及基本运动规律.
    粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学, 理论物理, 数学物理,

领域

物理学的研究领域主要依据研究对象的尺度划分。

领域 分支领域主要理论
天体物理学 宇宙学-等离子物理学 大爆炸宇宙学-暴涨宇宙模型-广义相对论
凝聚态物理学 固体物理学-低温物理学-介观物理学-半导体物理学 BCS理论-费米气体理论-费米液体理论-多体理论
原子分子物理学与光学 原子物理学-分子物理学-光学 量子光学
粒子物理学 核子物理学-高能物理学-加速器物理学 标准模型-大统一理论-M理论

理论

尽管物理学的研究范围十分广泛,相应的理论也很众多,但有一些理论被证明是最基本的,其正确性是被普遍接受的。这些理论被看作是物理学的中心学说和基础理论。他们也是成为一个物理学家所必备的知识。

理论 重要主题 主要概念
经典力学 牛顿运动定律-拉格朗日力学-哈密顿力学-流体力学-连续介质力学 时间-空间-运动-位移-速度-加速度-质量-力-力矩-动量-角动量-能量-功-功率-振动-波
电磁学 电学-磁学-电动力学 电荷-电流-电场-磁场-电磁场-电磁辐射-电磁波
热力学和统计力学 热机-分子运动论 温度-热量-内能-自由能-熵-配分函数-平衡态-涨落-相-相变
相对论 狭义相对论-广义相对论 时空-引力场-引力波
量子力学 薛定谔方程-路径积分-量子场论 波函数-哈密顿量-全同粒子
偏转时空质理论

课程

高等数学、力学、热学、电磁学、光学、量子物理、普通物理实验(力、热、光、电)、数学物理方法、理论力学、电动力学、热力学与统计物理、量子力学、近代物理实验、电子学、电子线路、中学物理教学论等。

基础课

普通物理, 高等数学,

专业课

现代物理学, 理论物理, 量子力学, 电磁学, 热力学, 统计力学, 数学物理, 凝聚态物理导论, 粒子物理导论, 基础光学实验, 计算机科学引论

凝聚态物理专业课

凝聚态物理导论, 凝聚态物理实验、X-射线衍射晶体学、固体物理Ⅱ、晶体物理、现代材料和固体光谱学等。

理论物理专业课

粒子物理导论、原子核理论导论、量子场论导论等。

光学专业课

高等光学,激光物理,应用光学原理,光谱学原理, 现代光学与光通讯, 现代光学专业实验等。

物理课学习顺序:

力学一热学一电磁学一光学一理论力学一数学物理方法一原子物理一电动力学一热统一量子力学一固体物理一微分几何与广义相对论-一高等量子力学--量子场论基础一-量子电动力学--量子色动力学--弦理论和M理论.

课程介绍

1、数学物理方法
本课程内容包括复变函数论基础,傅立叶级数和傅立叶积分,数学物理方程的导出和定解问题、分离变量法、二阶常微分方程的级数解法及特殊函数

2、理论力学
理论力学是普通物理力学的延续课,包括质点力学、质点系力学、刚体力学、分析力学等。

3、电动力学
本课程内容包括真空和介质中的静电场和静磁场以及它们在两种介质分界面上的规律;变化的电磁场的激发和传播的规律;与电磁现象的参照系变换相联系的时空理论——狭义相对论

4、热力学与统计物理
本课程内容包括热力学、统计物理学两部分。主要内容包括热力学基本定律,热力学函数及其应用,相平衡和化学平衡,不可逆过程热力学简介,概率论的基本知识,统计物理学的基本概念,玻耳兹曼统计分布律,量子统计,系统理论和涨落理论。

5、量子力学
本课程主要内容包括微观粒子的波粒二象性与德布罗意假设,波函数与薛定谔方程,力学量的算符表示,定态微扰论,电子自旋与全同粒子体系。

6、近代物理实验
本课程是物理学专业的一门重要的基础实验课程,所涉及的物理知识面广,并具有较强的综合性和技术性。

7、物理教学论
本课程主要内容包括中学物理教学的目的和任务、中学物理学科的内容和结构、中学物理教学过程的规律和特点、中学生物理学习的认知特点和心理特征、中学物理概念和规律的教学研究、中学物理教学测量与评价的理论与方法、中学物理教材分析等。

公式

  1. 物理公式
  2. 大学物理公式
  3. 改变世界面貌的十个数学公式

书单

人物

朗道, 霍金, 杨振宁, 杨振宁自传 
参阅
  1. 数学符号
  2. 数学手册 - 索引
  3. 高中数学 - 索引
  4. 初等数学 - 代数 - 几何 - 函数
  5. 高等数学 - 讲义 - 数学分析
  6. 公式 - 图表 - 动画
  7. 书单 - QQ群 614057790, 580127315 下截书
  8. 数学软件 - 数学手册计算器
  9. 例题:

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