选好专业,挑对大学:高质量报考攻略
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2.2 物理学类专业

专业简介

物理学,是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。物理学非常强大,一个简单的定律就能把宇宙中大大小小的物体进行归类和解释。例如,我们包里零零碎碎的小物件跟恒星一样受到万有引力的制约。物理学也是现代科技的基础,非常有用。

物理学专业学生主要学习物理学的基本理论和方法、一定的物理实验技能,还有一些数学基础,以养成良好的物理思维能力。有了这些能力,物理学专业毕业生能胜任相关领域甚至跨领域的工作。物理学家曹则贤曾经说:“一个人,如果学会了物理,还有什么他不敢干的?”

由于物理学专业的培养很有成效,现在越来越多的学生希望本科能读物理学专业,到读研或者工作时,转入工科专业,这样能基础更扎实一些。物理学专业这些年触底反弹,越来越多的人开始对其产生兴趣。下面就来聊聊物理学专业相关情况。

学科评估

物理学第四轮学科评估结果见表2-3。

表2‑3 物理学评估结果

全国具有物理学一级学科博士授权的高校共64所,其中56所参评了第四轮学科评估,加上部分具有硕士授权的高校,一共有127所。

在第二轮“双一流”评选中,物理学入选的大学有:北京理工大学、山西大学、吉林大学、复旦大学、上海交通大学、南京大学、中国科学技术大学、华南师范大学,一共8所大学。加上清华大学和北京大学,有10所高校。

跟数学学科一样,参评物理学学科评估的学校很多,因为大部分学校都有大学物理课程,有物理专业,所以学校数量很多。

同样的,从学科评估中可以看出,除了极个别的大学,物理学强的大学基本是“985、211大学”及师范类大学。

下面介绍的基本是“985大学”专业和几所物理学专业很突出的院校。物理学专业对学习理科的要求比较高,对师资和学生要求也都很高,所以建议选择专业突出一些的学校就读。

特色学校介绍

北京大学

1952年全国院系调整,北京大学物理系实力大大增强,原北大、清华、燕大三校物理师资汇聚北大,成为我国高校实力最强的物理重镇,北大物理系先后创办或参与创建全国高校第一个核科学专业、半导体物理专业、地球物理专业和微电子专业等。

北京大学物理学科群星璀璨,先后聚集了饶毓泰、吴大猷、丁燮林、朱物华、周培源、叶企孙、王竹溪、胡宁和黄昆等一大批中国物理界的领军人物,培养了郭永怀、彭桓武、杨振宁、邓稼先、朱光亚、于敏、李政道和周光召等众多杰出科学家。在这里学习或工作过的中国科学院院士有120多位,中国工程院院士12位。在我国23位“两弹一星”元勋中,有9位是北京大学物理学院的校友。这里也是我国高校中校友当选美国物理学会会士最多的物理院系。学院师资力量雄厚,现有21位科学院院士,38位国家杰出青年基金获得者,等等。

学院建立了人工微结构和介观物理国家重点实验室、核物理与核技术国家重点实验室、医学物理北京市重点实验室、李政道高能物理研究中心、国际量子材料科学中心、科维理天文与天体物理研究所等多个科研机构,研究方向涵盖了物理科学及相关的主要领域,并建有北京大学电子显微镜专业实验室。

学院现有物理学、核物理、大气科学3个国家理科基础研究和教学人才培养基地,物理学、大气科学、天文学、核科学与技术4个一级学科博士点及博士后流动站,物理学、大气科学为国家一级重点学科(含理论物理、凝聚态物理、光学、粒子物理与原子核物理、大气物理学与大气环境、气象学6个国家二级重点学科),天体物理、核技术及应用为国家二级重点学科。

中国科学技术大学

中科大在坊间有个外号:中国物理大学。中科大全校所有专业都对物理非常重视,物理课程的课时很多,在全国高校里面十分独特。中科大物理方向曾获得国家自然科学一等奖。中科大建校时,物理的学习氛围就很浓,所建立的13个系中与物理直接相关的有7个系,著名物理学家严济慈、赵忠尧、施汝为、张文裕、钱三强、钱临照、彭桓武、马大猷和朱洪元等人曾在此任教。现有两院院士(含外聘)17名,国家级教学名师2人,国家杰出青年基金获得者43人。

理学院建有核探测与核电子学国家重点实验室,以及量子信息、星系与宇宙学、强耦合量子材料物理、微观磁共振、光电子技术和物理电子学6个中国科学院及安徽省重点实验室;物理学院还紧密依托合肥微尺度物质科学国家研究中心、国家同步辐射实验室开展研究工作。

清华大学

在历史上,清华物理系名头很大,但院系调整后,清华大学只剩下物理教研组,在1982年之后重建物理专业。到现在40年,清华大学物理系被公认为目前国内发展最快、最好的物理系之一。清华大学物理方向也曾获得过国家自然科学一等奖。

清华大学物理系现有中国科学院院士9人,主要研究机构包括低维量子物理国家重点实验室、量子信息前沿科学中心、清华大学原子分子纳米科学研究中心、清华大学量子科学与技术研究中心、清华-富士康纳米科技研究中心及清华大学-泸州老窖智能检测联合研究中心等。

复旦大学

复旦大学物理学系创建于1952年全国高校院系调整时期,底蕴深厚。王福山、周同庆、卢鹤绂、谢希德和周世勋等物理学家曾在此任教过,复旦大学物理系被公认为国内最强的物理学科之一。现有中国科学院院士和兼职院士9人、国家杰出青年基金获得者22人。

复旦大学物理学系现有物理学国家一级学科,为国家双一流建设学科,下设理论物理、凝聚态物理和光学3个二级国家重点学科。建有应用表面物理国家重点实验室、物质计算科学教育部重点实验室和微纳光子结构教育部重点实验室。

南京大学

南京大学物理系建立于1920年,是我国高等院校中创立最早的物理学科之一,也是我国最有影响的物理学科之一。南京大学在物理方面曾获得国家自然科学一等奖。在南京大学学习和工作过的老一辈物理学家有吴有训、严济慈、赵忠尧、施汝为、陆学善、余瑞璜、吴健雄、朱光亚、程开甲、杨澄中、魏荣爵、汤定元和冯康等数十位两院院士。学院现有科学院院士8人,国家杰出青年基金获得者30人。物理学院现有“物理学”国家一级重点学科,覆盖理论物理、凝聚态物理、声学、光学、原子分子物理、粒子物理核物理、生物物理与软物质、原子与分子团簇物理、应用电子学与技术物理等,其中“理论物理学”“凝聚态物理”“声学”为国家二级重点学科。拥有固体微结构物理国家重点实验室、近代声学教育部重点实验室和江苏省高技术研究重点实验室(纳米技术)等科研平台。

中国科学院大学

中国科学院大学物理科学学院由中国科学院物理研究所承办,理论物理研究所、高能物理研究所、半导体研究所、声学研究所等共同协办;其他与物理学科相关的京外10多个研究所参与建设。师资强大,有院士19位,国家杰出青年科学基金获得者48人。科研平台也首屈一指,拥有北京正负电子对撞机、大亚湾反应堆中微子实验装置、江门反应堆中微子实验装置、兰州重离子加速器、上海光源及散裂中子源等一批国家大科学装置;大亚湾反应堆中微子实验合作组获得2016年度的基础物理学突破奖。这里可以说是学习物理学的圣地。

上海交通大学

上海交通大学和清华大学有些像,原先以工科出名,这些年经过努力,快速引进人才,其物理与天文学院已经成为国内学科专业门类最齐全、发展速度最快、最具有国际竞争力的物理院系之一。拥有粒子与核物理、凝聚态物理(国家重点学科)、光学(国家重点学科)、原子分子物理、激光等离子体物理(国防特色学科)、天文与天体物理、计算物理、交叉物理等多个学科方向。牵头国家级协同创新中心1个、教育部重点实验室3个和上海市重点实验室1个,拥有基金委创新群体3个、科技部创新团队3个以及教育部创新团队3个。现有两院院士6人,各类国家级高层次人才80余人,取得了不少很有影响力的成果。

北京理工大学

北京理工大学作为工科院校,其物理系的发展跟清华类似,就是时间上比清华晚一些,1984年物理系独立,改名为应用物理系,2002年改名为物理系,2011年升格为物理学院。现有中国科学院院士1名、国家级高层次人才3人。学院设有物理学一级学科,理论物理为工业和信息化部重点学科。2022年,“物理学”入选国家“双一流”建设学科(工信部高校唯一)。学院现建有先进光电量子结构设计与测量教育部重点实验室、纳米光子学与超精密光电系统北京市重点实验室和北京市高等学校实验教学示范中心等。目前,学院正在参与筹建“红外与微光”和“毁伤与防护材料”两个国防重点实验室平台。

北京师范大学

经1952年院系调整,原辅仁大学物理系并入北京师范大学物理系,北京师范大学成为国内物理学科一个重要单位,一批著名的物理学家和教育家如张贻惠、张宗燧、夏元瑮、褚圣麟、郑华炽、余瑞璜和黄祖洽等在此从教。北京师范大学物理系是国内最早具有凝聚态物理和理论物理博士学位授权的单位之一,天文学专业也很有名。物理学科还拥有射线束技术与材料改性教育部重点实验室和应用光学北京市重点实验室。北京师范大学物理学科1996年成为国家理科基础科学研究和教学人才培养基地。

南开大学

南开大学物理专业是南开大学理科建立最早的系之一。著名物理学家吴大猷教授曾在该系执教,诺贝尔奖奖金获得者杨振宁、李政道教授是该系的名誉教授。院系调整时,原北洋大学(现天津大学)物理系与南开物理系合并,实力增强了不少。物理学学科现有中国科学院院士1人,国家杰出青年基金获得者6人等。学院设有物理学、光电信息科学与工程、应用物理学3个本科专业。学院设有“基础学科拔尖学生培养试验计划”伯苓班,是教育部物理学基础科学人才培养基地。

中山大学

中山大学物理学科始建于1924年创校之初,1952年并岭南大学物理系,1981年恢复理论物理和光学博士点,1984年筹建首批国家重点实验室之一“超快速激光光谱学国家重点实验室”,1985年成立国家首批博士后流动站之一——“物理学博士后流动站”,1993年获批建设国家物理学人才培养基地,1998年物理学科成为首批博士、硕士学位授权一级学科。学院涵盖理论物理、凝聚态物理、光学、高能物理、量子物理、生物物理和能源物理等二级学科及研究方向;拥有国家重点实验室1个(光电材料与技术国家重点实验室,共建),广东省重点实验室2个,广东省工程技术研究开发中心1个等科研平台;拥有国家级物理实验教学示范中心和物理学国家理科基础科学研究和教学人才培养基地。另外,中山大学在核科学和核工程方面也很强,与法国一起合办了中法核工程与技术学院。

浙江大学

浙江大学物理学科起源于1928年,王淦昌、束星北、顾功叙、胡宁、吴健雄、胡济民、卢鹤绂、程开甲、李政道、吕敏及贺贤土等物理学家先后在此工作和学习,创造了中国物理学历史上的辉煌。1991年,诺贝尔物理学奖获得者李政道在浙江大学创建了浙江近代物理中心并亲自担任主任。学院现有中国科学院院士6人,国家杰出青年科学基金获得者10人。浙大物理学院的学科方向涵盖理论物理、粒子物理与核物理、凝聚态物理、光学、电子与无线电物理、原子分子物理、等离子体物理、天体物理。其中理论物理、凝聚态物理是国家重点学科,光学、等离子体是浙江省重点学科。学院还是国家理科人才培养基地和国家工科大学物理教学基地。

兰州大学

兰州大学是西北高等教育的重镇。在西北部地区有核基地,还有卫星发射基地,兰州大学担负着培养西部人才的重任。兰州大学物理科学与技术学院始建于1946年,具有国家自然科学基金委员会理论物理专款兰州理论物理中心、量子理论及应用基础教育部重点实验室、磁学与磁性材料教育部重点实验室,特殊功能材料与结构设计教育部重点实验室(校内共建)、甘肃省理论物理重点实验室、甘肃省功率半导体及光电器件工程实验室、甘肃省半导体器件行业技术中心以及国家“211工程”“985工程”“双一流”建设等经费支持的物理测试平台。兰州大学具有物理学基础学科拔尖学生培养计划2.0基地,国家基础科学研究与教学人才培养物理学基地和物理学国家级实验教学示范中心等人才培养平台。物理学先后入选甘肃省重点学科、甘肃省一流学科建设名单。

南方科技大学

南方科技大学是一所新型的、小而精的大学,它对理学专业都比较重视,物理系是2011年南方科技大学设立的第一批5个院系之一,发展极为迅速,获得博士学位授予权的速度在中国高校史上也属罕见。2018年5月获得物理学一级学科硕士、博士学位授权点,2019年10月获批物理学博士后科研流动站。学院师资力量雄厚,有4位中科院院士,5位国家杰出青年科学基金获得者。教师全部有在境外前100名大学与研究所学习、工作的经历,全部具有博士学位。物理系现有二级学科凝聚态物理、理论物理、计算物理和光学,同时正在布局天体物理、粒子物理和生物物理等方向的学科。研究领域涉及物理各个方向,包括量子输运及调控、表面物理、计算物理、凝聚态物理理论、量子信息与量子计算、原子分子光物理等。

华南师范大学

华南师范大学物理学科创办于1933年。学院有院士1名,国家杰出青年科学基金获得者4名。物理学是国家“世界一流学科”建设学科和广东省攀峰重点学科,光学学科是国家重点学科,首批“双万计划”国家级一流本科专业。

山西大学

山西大学物理学专业也很强,在山西大学还不是“双一流”大学时,物理学就在2021年入选了教育部基础学科拔尖学生培养计划2.0基地,是国家级首批一流本科专业建设点、国家特色专业、山西省高等学校优势专业。学院拥有量子光学与光量子器件国家重点实验室,这个也很不容易,因为国家重点实验室的科研平台不是那么多。另外,光学是国家重点学科;理论物理学科、原子与分子物理学科是省级重点学科;光学工程学科是省重点建设学科。

专业辨析

在物理学类专业下面,又分了以下6个专业。

物理学

应用物理学

核物理

声学

系统科学与工程

量子信息科学

开设物理学与应用物理学专业的学校最多。一般来说,好的研究型大学开设物理学专业,应用型大学开设应用物理学专业。这点跟数学不一样,数学开设的全是数学与应用数学专业。

不同的学校,应用物理学所学内容存在差异。对于综合性大学来说,这个专业和物理学专业几乎一模一样;对于工科大学来说,应用物理学会比较偏工程,例如电子科技大学、北京邮电大学和西安电子科技大学的应用物理学,基本偏向电子信息类。兰州大学的应用物理专业偏核技术,华北理工大学的应用物理专业偏医学物理等。应用物理学专业的主干课程和物理学专业基本一致,考研和物理学专业考研一样,可以选择物理学的所有硕博,或者跨专业考研。

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。国内开设核物理专业的高校不多,都是比较知名的大学,例如中国科学技术大学、北京大学和清华大学等。核物理专业除了学习物理基本课程外,还要学习核电子学、核物理实验方法、加速器等。

声学是物理学里面的一个分支,另外,它跟其他各个学科又可以交叉,例如医学声学、海洋声学和环境声学等,课程主要是学习声学理论知识、声学测量知识也就是电子信息类技术。开设声学专业的学校比较少,主要有南京大学、中国计量大学和安徽建筑大学。

系统科学与工程是一个交叉学科。当系统的规模扩大,系统的复杂度也会急剧上升,现代的工业生产系统、经济管理系统等都极为复杂。系统科学与工程就是研究系统科学理论、进行决策分析和管理的专业,这需要工程能力和管理能力。北京交通大学在该领域非常强,系统科学与工程是北交大的双一流学科。

量子信息科学是2021年新设立的专业,主要学习物理理论和量子通信、量子信息论等相关内容。中国科学技术大学在该领域最强。