本科学物理专业,出国留学可以申请什么方向的研究生?

本科学物理专业,出国留学可以申请什么方向的研究生?

物理是一门研究世界本质的基础科学,万物是怎么组成的,微观粒子是如何隧穿势垒的,引力场内的时间是怎样变化的,光究竟怎样走?好奇心不停地驱使着人们探索,学习世界运行的规律,本科学物理专业,出国留学可以申请什么方向的研究生?今天我们就一起来了解一下留学热门选项物理学。

一、本科学物理专业,出国留学可以申请什么方向的研究生?

物理学的本科培养体系:

很多专业都可以以物理本科为开端,因为物理对数学,建模,编程等能力的高要求,本科学物理将来再转行一般不会太难。

1、理论物理

纯物理主要研究现代物理理论,除了物理基础以外,对数学基础和建模能力要求也极高,一般希望读纯物学位的学生将来会继续读PhD然后做四五轮博后之后在高校谋求教职。还有一种情况是纯物的本科生在进入研究生阶段直接转行金融专业,此时只要稍加补充一些法律和经济知识便可如鱼得水。

2、工程物理

工程方向一般是培养解决实际问题,和如何将物理理论应用于商业产品(或服务)。虽然工程方向学习周期没有纯物长,但一般来讲读Master还是有必要。一般在毕业以后就业范围极其广泛,业界众多企业都需要工程方向毕业生帮忙做设计。

3、生化物理

生化方向一般属于物理系的凝聚态分支。生物物理一般情况下都是研究soft matter的种种性质,从而将这些性质应用于对人或其它动物的治疗手段上。而化学物理同样是凝聚态方向,但研究的则是各种元素组合成的分子在不同状态下的性质,一般也成为材料科学。生化物理在业界就业同样广泛,企业实验室需求量很大。

PhD研究细分方向:

PhD阶段物理系所有分支都属于纯物,工程学院和化院分管工程和生化分支。即便是纯物一个分支,其中也是方向众多。

1、宇宙学

宇宙学主要研究对象是天体以及星系的运动,起源和变化,以及宇宙中各种辐射。有的与高能物理的交叉方向会涉及暗物质和黑洞吸积盘等,比如著名的大爆炸理论(Big Bang Theory)就属于这个范畴。

2、凝聚态

凝聚态(Condensed Matter Physics,又称CMP)是用已知或猜测的相关定律解释不同物质在不同凝聚相下的物理或化学性质。凝聚态可与化学, 纳米技术等学科进行交叉并将结果应用于商业行为,主要研究超导性质与分子表面结构的关系。由于物质种类数量众多,凝聚态研究人员需求量也很大,凝聚态应该说是所有纯物理学科中就业率最高的分支。

3、AMO

AMO全称Atomic, molecular, and optical physics,顾名思义,是研究物质与物质或物质与光的相互作用,利用粒子吸收或放出光子的行为控制其能级。此方向现在最热门的应用是量子信息实验的分子制备,如用光路将激发态的分子降为基态等。

高能物理

高能物理旨在原子核中基本单位间的相互作用,这些基本单位之间的相互转化需要或放出极高的能量。著名的粒子加速器即为高能物理的研究手段之一,一个超大型量子对撞机的科研经费动辄数百亿美元,除了建造成本还创造了数以万字的科研岗位空缺。一个高能物理的课题一般需要相当多的人和机构之间的合作,一篇高能物理的文章甚至可以前两三页都是作者署名。

4、量子信息学

量子信息学包括量子密码术、量子通信、量子计算机等几个方面,是量子力学与信息科学相结合的产物,是以量子力学的态叠加原理为基础,研究信息处理的一门新兴前沿科学。量子信息学将对计算速度产生革命性的提升,同时又将提供一种更为安全的通信手段,其商用价值无可估量。

二、本科学物理专业,出国留学如何选择你的研究方向?

因为本科物理学的内容很基础,在申请研究生或者PhD的时候可选的方向很多很多。除了物理系的三大主流方 向(理论、AMO、CMP)以外,还有生物系的 biophysics,化学系的 Chemical Physics, 工程院的 Applied Physics、 EE、 MSE、 ME等等。因此申请者一定要认真把握自己真正的兴趣究竟在哪里,自己读完硕士/PhD之后究竟想干什么。很多人都是很盲目地做出出国这个决定,又很盲目地做出申物理系的决定,尽管自己并不喜欢做物理也不想当 faculty。

很多人认为, 因为本科学的是物理,所以以后申物理肯定最好申,于是就只申物理,而不去看别的系,这就走了弯路了。因为物理并不一定比交叉学科或者工科容易申,尤其是 top school,他们的交叉学科和工程专业都很喜欢招物理出身的人。而且,很多大学的物理学院专业里面也只有物理学是纯物,其它的专业细分与工科交叉交大。比如光信就是 EE 中的 Optics,材料物理就等同于 MSE,应用物理翻译过来就是 Applied Physics。对于这三个系的同学,申物理系才算是“转专业”啊!所以,除了那些对于那些真正执着于理论物理的同学们,申请者需要放宽思路,从多个系的多个方向里选择最适合自己的。

当然,作为一个只学了三年基础课的本科生,从那么多方向里选择出自己最感兴趣的方向,的确很难很难。如果你看了某篇文献或听了某个讲座后对某个小领域(比如弦论、 STM、纳米光学、超导、 Topological Insulator,激光冷原子等等)一见钟情,非它不做,那恭喜你选方向的任务已经完成了。如果没有找到最适合自己的小方向,那就多看看各个系、各个方向的网页,多听讲座多读文献,选择一个大概的方向(比如说,光学、凝聚态、材料等等),来寻找自己感兴趣的方向。

三、本科学物理专业,出国留学如何选择学校?

对于物理学的专业排名,申请者一般可以参考的数据主要是US News的研究生项目排名,以及上海交大的物理学学术排名。而综合排名更大程度上反映的是学校的国际声誉,因为这个指标是基于本科生教育的排名,而研究生项目的排名更多的衡量了学校的学术水平。对于物理系,一般认为 Physics 的整体排名的重要性大于各个小方向的排名。一个物理系的整体排名很大程度上反映了这个系的 faculty 质量和学术氛围,而各个小方向(比如AMO或者CMP之类的)的排名更多是依据这些小方向的 faculty 规模排的。对于工科,工程院的整体排名和要申的系的排名都可以参考一下。专业排名的高低,大体上是能反映申请的难易程度的。所以,可以根据自己的硬件定位好申请学校的排名档次。

以上就是对本科学物理专业,出国留学可以申请什么方向的研究生的简单介绍了,各位学习物理学的同学们在本科阶段要好好打好基础,好的基础是你进行深造的前提。

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汤歆

环俄留学首席顾问、高级培训讲师、顾问部总监


圣彼得堡国立大学教育学学士、社会心理学硕士,2011年圣彼得堡国立大学优秀毕业生,2017年入围出国留学中介行业领军人物。

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