物理學(xué)科簡介

1、物理學(xué)科簡介物理科學(xué)與技術(shù)系王嘉賦提綱什么是物理學(xué)物理學(xué)分支與前沿物理學(xué)科與學(xué)位點(diǎn)物理學(xué)的學(xué)習(xí)（討論）什么是物理學(xué)物理學(xué)是研究自然界中存在的物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)的最普遍和最基本的性質(zhì)、現(xiàn)象和規(guī)律的一門基礎(chǔ)科學(xué)?！拔锢怼保杭次镏怼?古即有之；現(xiàn)代意義“物理”一詞來自日文“Physics”：來自拉丁文physica，源于希臘文phusika自phusikos的中性復(fù)數(shù)(“自然的”)；參phusis（自然）研究對(duì)象：物質(zhì)（實(shí)物粒子和場(chǎng)）及其相互作用研究目的：揭示自然現(xiàn)象的本質(zhì)及其規(guī)律性什么是物理學(xué)研究對(duì)象什么是物理學(xué)歷史沿革古希臘17世紀(jì)：天體力學(xué)，牛頓力學(xué)17世紀(jì) 18世紀(jì)：熱力學(xué)第一次工業(yè)革命（蒸汽機(jī)

2、、機(jī)械工業(yè)）19世紀(jì)：統(tǒng)計(jì)物理，電磁理論第二次工業(yè)革命（電力、無線電技術(shù)）20世紀(jì)：量子力學(xué)(1900-) 相對(duì)論(1905-) 量子規(guī)范場(chǎng)論第三次工業(yè)革命（半導(dǎo)體技術(shù)，IT）21世紀(jì)：新問題（中微子質(zhì)量，暗物質(zhì)暗能量）新理論？新工業(yè)革命？物理學(xué)分支與前沿PRL分欄與研究熱點(diǎn)一般物理學(xué)：主要分支：數(shù)學(xué)物理、方法論、量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理、量子信息、非線性理論等研究熱點(diǎn)：量子信息、Bose-Einstein凝結(jié)、非線性引力與天體物理：主要分支：相對(duì)論與引力、量子引力，星體與宇宙學(xué)、天體物理，地球物理等研究熱點(diǎn)：Gamma-Ray Bursting基本粒子與場(chǎng)：主要分支：量子規(guī)范場(chǎng)理論、夸克與QCD、

3、中微子物理、標(biāo)準(zhǔn)模型、統(tǒng)一場(chǎng)論等研究熱點(diǎn)：中微子質(zhì)量(暗物質(zhì)候選)、尋找Higgs粒子、CP破缺核物理：主要分支：核結(jié)構(gòu)、核反應(yīng)、核輻射、核工程等研究熱點(diǎn)：雙beta衰變(尋找CP破缺/暗物質(zhì)/暗能量等理論的實(shí)驗(yàn)依據(jù))原子、分子與光物理：主要分支：原子/分子的電子結(jié)構(gòu)、團(tuán)簇物理、原子/分子與光互作用、冷原子/分子與精密測(cè)量 、超快/超強(qiáng)光源、光與物質(zhì)互作用、激光物理、光譜等研究熱點(diǎn)：超快/超強(qiáng)激光、冷原子/分子、激光與物質(zhì)相互作用經(jīng)典物理學(xué)：主要分支：經(jīng)典力學(xué)、流體力學(xué)、非線性動(dòng)力學(xué)、(傳)熱學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)、電磁學(xué)經(jīng)典光學(xué)、非線性光學(xué)、電磁波與物質(zhì)互作用、無線電物理、連續(xù)介質(zhì)等研究熱點(diǎn)：非線性

4、光學(xué)、湍流等等離子體與離子束物理：主要分支：氣體物理、放電、激光與等離子體互作用、離子束物理、磁禁閉等研究熱點(diǎn)：離子束與物質(zhì)互作用、磁禁閉生物物理及交叉學(xué)科物理學(xué)：主要分支：軟物質(zhì)、生物物理、醫(yī)學(xué)物理、復(fù)雜系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)、物理化學(xué)/化學(xué)物理、流變學(xué)、材料/能源/環(huán)境/信息與物理交叉領(lǐng)域、生物信息學(xué)等研究熱點(diǎn)：蛋白質(zhì)/核酸結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、神經(jīng)信息處理、復(fù)雜系統(tǒng)(如基因網(wǎng)絡(luò))隨機(jī)動(dòng)力學(xué)、物理技術(shù)在生物領(lǐng)域應(yīng)用等物理學(xué)分支與前沿PRL分欄與研究熱點(diǎn)凝聚態(tài)I：結(jié)構(gòu)等主要分支：固體/液體結(jié)構(gòu)、晶體動(dòng)力學(xué)、非晶、表面與界面、薄膜、相變、低維系統(tǒng)(非電子特性)、納米材料、物態(tài)方程、量子流體、高溫高壓物理、凝聚態(tài)物質(zhì)

5、的力/聲/熱學(xué)特性、非電子輸運(yùn)特性等研究熱點(diǎn)：納米材料、低維/薄膜物理、極端條件下物性等凝聚態(tài)II ：電子特性等主要分支：塊材/表面/薄膜/低維/納米材料的電子結(jié)構(gòu)和電子/光學(xué)性能、發(fā)光/光譜、電子/離子激發(fā)、凝聚態(tài)物質(zhì)中的電子輸運(yùn)、半導(dǎo)體、超導(dǎo)、介電/壓電/鐵電、磁性材料/磁共振、磁光、量子光學(xué)、光子晶體、磁電、局域態(tài)、電子強(qiáng)關(guān)聯(lián)、自旋電子學(xué)、軌道電子學(xué)等研究熱點(diǎn)：自旋流、軌道電子學(xué)、強(qiáng)關(guān)聯(lián)等近十期PRL論文研究領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)：凝聚態(tài)II： 20.8 (15-28)凝聚態(tài)I： 10.6 (7-14)生物物理及交叉：8.8 (4-14)一般物理：8.6 (3-16)經(jīng)典物理：5.9 (2-9) 原子

6、分子與光：4.9 (3-10)粒子/場(chǎng)：4.2 (1-7)引力/天體：2.7 (0-5)等離子/束：2.6 (1-4)核：1.4 (0-3)物理學(xué)分支與前沿PRL分欄與研究熱點(diǎn)物理學(xué)分支與前沿NSFC重點(diǎn)發(fā)展/優(yōu)先資助方向(摘抄)標(biāo)準(zhǔn)模型檢驗(yàn)與TeV能區(qū)物理，暗物質(zhì)、暗能量，中微子、宇宙線物理，強(qiáng)子物理和核內(nèi)非核子自由度，重離子碰撞和核物質(zhì)相變，等離子體物理基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)，以及極端條件下物質(zhì)的行為與非線性效應(yīng)；凝聚態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性能及其相互間關(guān)系，量子操控與量子信息；冷原子、冷分子與精密測(cè)量物理；超快、超強(qiáng)激光物理與微納體系光學(xué)；復(fù)雜介質(zhì)中的聲傳播、檢測(cè)與噪聲控制；復(fù)雜體系與生命科學(xué)中的物理問

7、題。 十一五期間擬重點(diǎn)發(fā)展的物理學(xué)領(lǐng)域：“受限系統(tǒng)量子現(xiàn)象、效應(yīng)及其應(yīng)用”十一五期間擬優(yōu)先贊助物理發(fā)展方向：新奇量子現(xiàn)象、量子效應(yīng)；限域環(huán)境中對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的量子現(xiàn)象；費(fèi)米凝聚體和低維結(jié)構(gòu)中的類BEC凝聚的物理現(xiàn)象及動(dòng)力學(xué)行為；光學(xué)晶格中的原子和原子分子渦旋態(tài)的研究；與量子霍耳效應(yīng)及二維電子氣相關(guān)的關(guān)鍵性問題，弱磁場(chǎng)下微波誘導(dǎo)的零電阻現(xiàn)象；功能分子、DNA及其它生物體中的量子輸運(yùn)；基于載流子注入的莫特絕緣體的基態(tài)問題，載流子幻數(shù)問題，超導(dǎo)機(jī)理，電荷、自旋、軌道有序、巨磁電阻輸運(yùn)等相關(guān)問題。量子信息載體與量子調(diào)控，包括量子相干過程與退相干機(jī)理；固態(tài)系統(tǒng)中的量子態(tài)的測(cè)量與反饋控制、量子糾纏與編碼；量子態(tài)

8、操控下的類三極管量子放大途徑。核心量子結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵材料，包括基于帶隙材料的人造新型物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其新量子現(xiàn)象；功能分子的設(shè)計(jì)和合成及其光、電性能；高磁轉(zhuǎn)變溫度、高自旋極化材料；原子尺度上控制生長與穩(wěn)定性機(jī)理。 物理學(xué)分支與前沿NSFC重點(diǎn)發(fā)展/優(yōu)先資助方向(摘抄)理論物理粒子物理與原子核物理原子與分子物理等離子體物理凝聚態(tài)物理聲學(xué)光學(xué)無線電物理物理學(xué)科與學(xué)位點(diǎn)物理學(xué)(一級(jí)學(xué)科)學(xué)位點(diǎn)附注：物理系還有 物理電子學(xué) (二級(jí)學(xué)科) 碩士點(diǎn)理論物理：理論物理學(xué)是對(duì)自然界各個(gè)層次物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律進(jìn)行理論探索和研究的學(xué)科。理論物理學(xué)及其交叉科學(xué)若干前沿問題2004年項(xiàng)目指南粒子物理與原子核物理：本學(xué)科研究

9、粒子（重子、介子、輕子、規(guī)范粒子和夸克等）和原子核的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、相互作用及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，探索物質(zhì)世界更深層次的結(jié)構(gòu)和更基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。蘭州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院原子與分子物理 ：原子與分子物理是研究原子分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互作用、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及周圍環(huán)境對(duì)其影響的一門科學(xué)。北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)等離子體物理 ：等離子體物理是研究等離子體的形成及其各種性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科 。陜西省物理學(xué)會(huì)物理學(xué)科與學(xué)位點(diǎn)物理學(xué)(一級(jí)學(xué)科)學(xué)位點(diǎn)物理學(xué)科與學(xué)位點(diǎn)物理學(xué)(一級(jí)學(xué)科)學(xué)位點(diǎn)凝聚態(tài)物理 ：凝聚態(tài)物理學(xué)是研究物質(zhì)凝聚狀態(tài)(主要是固體和液體)的物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部規(guī)律的一門學(xué)科。聲學(xué) ：聲學(xué)是研究聲波在物質(zhì)中傳播、散射

10、、輻射與接收的規(guī)律及其應(yīng)用的自然學(xué)科，是物理學(xué)的一個(gè)重要分支。 陜西省物理學(xué)會(huì)光學(xué)：光學(xué)是一門古老而又年輕的學(xué)科，是研究光的本性、光的產(chǎn)生、光的傳播、光與物質(zhì)的相互作用以及光在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中各種應(yīng)用的學(xué)科。無線電物理：無線電物理是研究電子信息科學(xué)技術(shù)中電磁場(chǎng)和波(光、紅外、毫米波、微波等)與物質(zhì)相互作用和信息傳輸?shù)睦碚?、方法及技術(shù), 是現(xiàn)代電子信息科學(xué)的基礎(chǔ)，在電子高科技中有極為廣泛的應(yīng)用。物理學(xué)科與學(xué)位點(diǎn)本系研究基礎(chǔ)凝聚態(tài)物理：有機(jī)磁性與低維物理磁光效應(yīng)的量子理論與應(yīng)用巨/龐磁阻效應(yīng)、磁電子學(xué)高壓凝聚態(tài)物理與新材料計(jì)算凝聚態(tài)物理電調(diào)諧微波鐵電薄膜材料物性與應(yīng)用結(jié)構(gòu)相變記錄材料與新型存儲(chǔ)

11、器CRAM設(shè)計(jì)新奇量子效應(yīng)與材料物性物理學(xué)科與學(xué)位點(diǎn)本系研究基礎(chǔ)理論物理：量子色動(dòng)力學(xué)與序參量量子多體理論 復(fù)雜系統(tǒng)的隨機(jī)非線性動(dòng)力學(xué)神經(jīng)生物物理與信息處理/編碼 光學(xué)：非線性光學(xué) 光纖光學(xué)與傳感技術(shù)有機(jī)薄膜光學(xué) 激光及其與物質(zhì)相互作用光信號(hào)檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用物理學(xué)科與學(xué)位點(diǎn)本系研究基礎(chǔ)無線電物理：等離子體物理：復(fù)雜介質(zhì)/環(huán)境中的電磁傳播電磁脈沖與靜電 電磁波與物質(zhì)互作用(?)電磁兼容與電磁防護(hù)低溫等離子體及其應(yīng)用 建筑材料中的物理效應(yīng)光電技術(shù)應(yīng)用、汽車電子應(yīng)用與交叉：大型結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)與監(jiān)控量子多體問題神經(jīng)生物物理與交叉學(xué)科物理凝聚態(tài)理論等離子體物理與診斷技術(shù)計(jì)算凝聚態(tài)物理電子信息功能材料及器件設(shè)

12、計(jì)龐磁電阻材料的磁和電子輸運(yùn)自旋輸運(yùn)及新奇量子物性高壓材料物性及量子效應(yīng)高壓新光電材料及光電檢測(cè)非線性光學(xué)光電信息處理與傳感技術(shù)無線通信技術(shù)與應(yīng)用電磁防護(hù)理論及應(yīng)用復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境中的電磁傳播噪聲與振動(dòng)控制物理學(xué)科與學(xué)位點(diǎn)目前招生的研究方向物理學(xué)的學(xué)習(xí)物理學(xué)的研究方法提出命題應(yīng)用修改理論實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論預(yù)言物理學(xué)是一門理論和實(shí)驗(yàn)高度結(jié)合的科學(xué)物理的直覺、想象力和洞察力，常常導(dǎo)致產(chǎn)生重大突破和發(fā)現(xiàn)觀測(cè)現(xiàn)象推測(cè)答案物理學(xué)的學(xué)習(xí)為什么要學(xué)習(xí)物理學(xué) 打好學(xué)習(xí)其它學(xué)科的基礎(chǔ) 提高科學(xué)素質(zhì)和能力，以適應(yīng)高新技術(shù)和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展(轉(zhuǎn)產(chǎn),轉(zhuǎn)行) 學(xué)習(xí)物理對(duì)提高科學(xué)素質(zhì)有重要作用：（1）培養(yǎng)辯證唯物主義的世界觀（2）學(xué)

13、會(huì)掌握科學(xué)的方法（3）培養(yǎng)科學(xué)思維能力、發(fā)展智力（4）培養(yǎng)探索與創(chuàng)新精神 現(xiàn)代工程技術(shù)人員必須具備良好的科學(xué)素質(zhì)。物理學(xué)的學(xué)習(xí)為什么要學(xué)習(xí)物理學(xué)勤于思考，悟物窮理，不斷建立自己的物理思想和處理問題的方法。 反對(duì)應(yīng)試觀點(diǎn)，重視素質(zhì)和能力的培養(yǎng)，特別是創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。 把每一個(gè)例題或習(xí)題都看成是一個(gè)工程技術(shù)應(yīng)用問題。(先看所求，想可能原理，再看已知 你想解決什么問題？想想與哪些原理有關(guān)、涉及哪些物理量？直接測(cè)量已知量還是間接測(cè)量聯(lián)立方程組？) 做到嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)，反對(duì)浮躁和急功近利。高質(zhì)量地及時(shí)完成作業(yè)，擯棄“題海戰(zhàn)術(shù)”。 重視預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，主動(dòng)培養(yǎng)自學(xué)能力，逐漸適應(yīng) “粗線條”的講課方式(講背景、講思路、講方法、 講重點(diǎn)/難點(diǎn))。他一定會(huì)更好適應(yīng)進(jìn)步和變化。 A.愛因斯坦：發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立創(chuàng)新