美国大学物理学专业解读：课程设置/就业方向/专业院校排名top10

物理专业，一个我们既熟悉又陌生的学科；熟悉至我们每天学的课本中，每学期必考的科目中，陌生至它背后所涉及的上至宇宙万物自然规律，那些能量与物质之间的奇妙转换，那些虚实交错后的哲学与物质的碰撞。

就是这样一个我们熟悉又陌生的专业，却是很多留学生最向往的选择。你可以说它仅仅是一个基础学科，但它背后的拓展、应用可以纵向、横向不断衍生。

那么，物理专业到底学些什么，本科学习它又会有怎样的发展方向，我们就一起来了解一下大道至简的物理专业吧！

物理专业学些什么？

物理学专业是一门解释世界如何运作以及宇宙是如何构成的基础学科，它研究物质和能量，解释自然规律，并提倡学生通过学习该领域的经典和现代理论进行创新式的提问。物理专业的学生还需要花时间在实验室中完成各种实验、research的研究。

从微小的原子粒子大到宇宙万物中所有可见的物体，物理学学生有着广阔的天地可以在物理学的宇宙中探索与学习。物理专业的学生还可以学习物理与其他科学之间的联系，例如天文学、化学和生物学等。

那么，具体一点说：

物理专业的学生通常从基础课程开始，其中包括力学（mechanics）中涉及的牛顿运动定律、运动学和旋转运动等主题；量子力学（quantum mechanics）中涉及的电磁波粒子性质、波性、能量级等；电磁学（electricity and magnetism）中的带电粒子发射电磁辐射；还有热力学（thermodynamics）中的热能基本理论等。

除此之外，物理专业的基础课程还包括：计算物理学（Computational physics）、现代物理学（Modern physics）、经典力学（Classical mechanics）、固态物理学（Solid-state physics）、统计力学（Statistical mechanics）、粒子物理学（Particle physics）、现代化实验装备（Advanced laboratory）、电子学（Electronics）、核物理学（Nuclear physics）、光学（Optics）、波动学（Wave motion）、声学（Acoustics）等。

学习物理需要强大的数学背景，因为这些课程普遍都需要强大的逻辑思维、数学结构思维及灵活变通的思维方式。例如，学生在正式进入物理专业课程前，应该先完成微积分和微分方程课程，再进行分班测试进入适合自己的课程选择。

还一些学校提供应用物理学学位，更适用于本科毕业后不走学术研究方向，直接工作的领域。这些学校会同时提供文学学士和理学学士学位选项，前者的课程要求更少，灵活性更大。

学物理专业需要哪些能力？

强大的数学基础

数学对于物理专业来说，就是必备的一门语言和工具。数学中的线性代数、多元微积分、偏微分方程、常微分方程等都是物理基础学科，比如理论力学和量子力学的根本。

如果没有一个强大的数学基础，读教材的时候就容易出现，欸这个方程是啥，那个公式是什么意思，就算你拿着一本英文书，有着足够好的英文读写能力，你也会发现，很难完全读懂它！所以，学习物理之前，一定要有不错的数学思维能力。

足够的好奇心

物理学并不是一个常规的应用学科，即使它有应用的方向。但大部分选择像物理这样的基础学科的学生，通常都是抱着走学术的态度去的。这样一来，足够的好奇心就变得非常重要了。在科研的世界里，足够的好奇心将会是支撑你一遍又一遍进行枯燥的实验，还有面对冰冷的公式和无聊的实验数据和日夜不休去研究去钻研一个问题的根本内动力。

只有你对这个世界充满了好奇，你想从根本搞懂为什么万物的规律如此，我们观察到的现象为什么会产生，通过数学模型去解释，去一步步祛魅。好奇心会保证你不会在这个逐渐深挖的过程中觉得无趣。

灵活多变的思维

物理学科作为一个学术导向学科，发现问题和解决问题就成了学好物理，学出成绩的根本条件。有灵活多变的思维，就可以从不同的角度、创新的或者刁钻的角度发现新的科研突破方向。而且，有灵活多变的思维，你就可以从理所当然的常态中发现不同，发现科研的新方向。

物理专业的发展方向

物理专业的学生有着强大的解决问题的能力，他们的技能可以应用到各个领域。

物理专业的发展方向通常分为三个大的方向：一是学术导向，也就是继续攻读物理的硕士或者直博，这里面又会分为很多分支；二是本科读完，直接就职。例如，在初中和高中任教，而其他人则在工程和计算机科学领域找到工作。三是换个专业方向读研。物理专业的毕业生还可以继续攻读工程学研究生或入读法学院或医学院，以及其他专业等。

那么下面我们就依次进行解释：

学术导向

走科研道路的门槛就是PhD，那么从大一大二就要开始做学术准备。比如从大一和大二开始，就可以留意学校实验物理的教授招人做research的各种项目，大三的时候就可以联系你感兴趣的教授参与research了。毕竟，如果你要读PhD，是需要在本科阶段有至少两个以上核心的research项目经验。

大一大二的实验物理research进入门槛不算高，教授正喜欢也需要这样免费的劳动力，而你也恰好需要和教授搞好关系，拿到比较实在的推荐信作为进入PhD的门槛。而且跟着教授干活，你会得到一些私下里问问题和交流的机会，还可以在研究中学到很多知识和技能。

有些教授的项目还有出国和交换的各种机会，这期间就是积累人脉，为之后学术铺路的好机会啦！

走科研的选择也有很多物理学分支可供选择，比如：

核物理学。核物理学涉及对原子核的成分、结构和行为的研究。它在开发核能、考古、烟雾探测器和核医学方面有许多实际应用。

地球物理学。地球物理学家应用物理理论和测量来发现地球的特性。地球物理学包括地震学、地热测量学（地球加热）、水文学（地下水和地表水）以及重力和大地测量学（地球引力场）的分支。它的一些应用用于修建高速公路和桥梁、研究地震、城市规划和考古学。

原子、分子和光学物理学。在这个领域，物理学家在原子水平上研究物质和光的相互作用。由于它们的相互关系、所用方法的相似性以及它们相关的能量尺度，这三者通常被归为一组。原子物理学更关注原子的研究，而不是核物理学中研究的力。分子物理学侧重于多原子结构及其与物质和光的内部和外部相互作用。光学物理学操纵光以深入了解光的基本特性。

天文学。天文学被认为是物理学的一个子领域。天文学家观察和收集用于解释恒星和行星之间的关系以及宇宙中发生的其他现象的数据。可能需要天文学家与其他类型的物理学家一起解决与太空飞行导航和卫星通信相关的问题。

天体物理学。天体物理学是天文学的一部分，涉及恒星、恒星系统和星际物质的物理学。天体物理学家应用物理定律来了解天体是如何形成的、它们如何相互作用以及它们如何死亡。天体物理学可能被用来弄清楚如何到达其他行星，如何以新的和更安全的方式建造事物，或者检查人体如何适应新情况。

空间物理学。空间物理学是研究从地球大气层的最上游到深空的空间环境。卫星被用于通信、广播、天气监测、遥感、位置信息等。

直接就职

本科读完可以选择直接留在美国的初中或者中学做物理教师，工资在7k-9k美金左右，根据城市大小略有不同。而且，美国的理科教师还算比较缺人，直接就职高中教授会是个不错的选择。

其他方向可以考虑各种，比如工程领域、计算机科学领域、贸易公司、政府部门、中外高科技企业等就职。

其他读研方向

工程物理。工程学是物理专业的另一个出路。它是要求最高的职业之一，因为它经常处理影响个人安全的决策。建造桥梁、摩天大楼、飞机和电气系统需要坚实的物理学基础。一些学生可以获得物理学学位，然后进入研究生院攻读工程学硕士学位。其他人主修物理和工程学。其他一些需要扎实物理背景的行业包括建筑、化工、食品、航空航天、农业、能源、燃料、冶金、纺织和服装、计算机和运输。

计算机科学。计算机科学为物理专业的图形和软件、人工智能、数据处理和计算机游戏提供了就业机会。计算机硬件是应用物理学的产物。

材料科学。物理专业本科所积累的工科基础知识，和强大的数学体系能使你在材料这样的工科中有着优秀的基础实力。