即将在美国读物理的本科学生们请注意!
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即将在美国读物理的本科学生们请注意!

2019-02-20...

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即将在美国读物理的本科学生们请注意!

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      物理学(Physics)是一门古老的自然学科,主要研究物质在时间及空间上的运动和行为,同时研究物质与能量的本质与性质。物理学是自然科学中最基础的学科之一,物理学者从观测与分析大自然的各种基于物质与能量的现象来找出其中的模式。物理学者时常会使用到某些物理学的核心理论,大致包括于经典力学、量子力学、热力学、统计力学、电磁学、狭义相对论等等基础物理学领域,是进阶研究专门论题的重要工具。

美国大学物理学的基本课程包括:

 

      物理学专业的学生在一开始会学习涉及物理理论的一些课程,例如各种力学(mechanics),包括力、能量及运动定律,电磁学(electricity an magnetism),包括带电粒子发射电磁辐射,量子力学(quantum mechanics),包括电磁波的粒子性质、粒子的波性、能量级、自然不确定性对粒子行为的影响,以及热力学(thermoynamics),包括热能基本理论等等。这些课程强调逻辑、数学结构及其应用。

      在研究生阶段,物理学专业的学生会根据所选择的方向不同参加更加专业的课程学习,包括实验物理学(Technical Physics)、粒子物理学(Particle Physics)、原子核物理学(Nuclear Physics)、固体物理学(Soli-state Physics)、凝聚态物理学(Conense Matter Physics)、激光物理学(Laser Physics)、等离子体物理学(Plasma Physics)、地球物理学(Geophysics)、大气物理学(Atmospheric Physics)、天体物理学(Astronomy Physics)等等。

      物理学培养学生解决问题的能力,通常会在作业中解决一系列的难题,大部分的课程会以授课的方式讲解,同时也有很多实验室课程穿插其中。与他人合作是物理学研究的亮点之一,但绝大部分任务和实验还需要学生独立完成。虽然大多数物理专业的课程都很类似,但授课的顺序有所不同。一些学校的物理学专业会更早地介绍现代物理学领域的相关知识,比如相对论及量子理论,部分学校的课程偏向于讲座的形式,而部分学校则会更重视实验室工作。


学业

      首先美帝的本科物理对数学的要求和国内差别真的很大。难度上普遍偏低,所以如果按照课程大纲的要求一个课一个课得上结果一定是费时又费钱。因此,要想早点进实验室还是早点把四大力学干掉为好,宝贵的时间绝对不能耗在基础课上,好在profeciency exams可以保证那些觉得内容太简单不够吃的同学早点进入到upperclass unergrauate的阶段。提前学习高级课程的好处还有可以尽早认识学长和教授,以便多方位整合信息明确研究方向,

      融入到一个更为学术的环境中,至少再也不用忍受基础课上那些总会被提到的问题,时间很宝贵的。 一个sps(society of physics stuents,全美最大的本科物理学生组织,在几乎每个理工大学都有)的副社长学生,大二上就把四大轰下然后高高兴兴的跟着大佬们搞凝聚态去了,着实羡慕。

      另外数学一定是先于物理的,否则读起教材会很吃力,总之绝对不允许物理教材里还有看不懂的数学概念。数学既是工具更是语言,没吃透ODE不可能读懂理论力学,没拿下线代和PDE就早点跟量子说拜拜吧。

      关于作业。大一的时候作业基本还都是网上布置,有利有弊。好处不少,首先不用四处整理作业纸,其次网上会给详细的解答,不光是贴出解题过程,本质上是一种引导式的大纲,首先是模型建立,其次是定性分析,最后定量分析,把整个解题过程拆分成若干小题,清晰明了。缺点就是有时候会由于 给出的答案过于精确然后直接就被认为是错误答案了…大一下学期开始就是真刀真枪的实体作业,一题能废掉正反三四页草稿纸。

       不少物理本科生会 换方向读研 ,选择工程、材料科学和计算机科学这些专业,因为物理本科可以提供给你很好的数学能力和工科基础。 

research
      大学校研究机会很多,虽然人也多,但只要够主动一定会得到教授的欣赏。一般 9点到10点的物理课,教授上连堂所以11点下课,之后是office hour。一般学生在中途等office hour的一个小时反正没事,就经常在实验楼里东转西转看看那些postoc都在搞什么,好有个大概的印象。
      给教授发邮件询问有没有对本科生开放的研究机会,并不是所有的教授都喜欢本科生,但只要有一个人同意那就算赚了。下学期一开始就要跟着学校的plasma an fusion的领导去造stellarator & tokamak合并的反应堆了,目前材料还在运输过程中。所以机会都是争取出来的。不过寒假还必须得恶补相关知识,免得到头来沦为搬砖工或者码农。


internship
      总的来说对本科物理国际生开放的对口的internship机会并不算太多,但大实验室比如费米和橡树岭都是有的。像费米就有只对国际生开放的实习机会,本土学生不可申请。所以保持高的gpa和丰富相关的学术活动对申请是大有裨益的,毕竟人多饭少。

生活
      生活方面其实主要取决于个人,和major关系不大,物理系的有传统的泡图书馆整天搜集research的信息还有跑教授办公室,也有一天到晚party夜不归宿的。要看学生本身的生活状态。


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