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美国本科申请热门专业:物理学

2019-01-07 17:35:44来源: 北京新东方北美留学 章静

  过去的2018年是沉重的一年,我们不舍得送别了几位大师。其中,引得朋友圈和各大新闻唏嘘不断地当属英国著名物理学家霍金不幸去世的消息。

  他以一本脍炙人口的《时间简史》把高深莫测的天体物理学和黑洞的概念带到了普通人的世界里,很多人第一次认识到了物理不单单只有晦涩的概念,繁多的公式,它还可以如此的美,令人着迷。

来源: 北京新东方北美留学 章静

  不可否认,学物理对于一部分人来说是煎熬的。早在初中时,电子、电流、电压这些抽象的概念就让很多人对物理望之却步。

  相反的,我们当中也有一部分佼佼者可以轻松掌握物理概念,甚至乐在其中。没错,相比一些其他理科科目比如化学、生物,物理学科需要死记硬背的知识点相对较少,其知识点少而难,生化的知识点虽多但相对简单易懂。

  然而对于一些善于耍“小聪明”的理科学生来说,他们很容易就可以理解物理原理并举一反三,却疲于背诵繁多琐碎的生物化学知识点。这样一来,学习物理不但占用他们较少的时间,还可以取得优秀的成绩。如果你是这样的学生,那么物理学将会是你在大学中一个十分不错的选择。

  为什么选择到美国大学

  学习物理学?

  美国的大学一向在基础科学上优势明显,在物理学上更是展露无疑。

  根据QS2018年最新数据显示:物理学科排名在全球前十的大学中美国有六所,其中麻省理工,哈佛,和斯坦福大学更是包揽了前三名。

  虽说这些顶尖学校对于很多学生有些可望而不可及,但是众多一流学校给美国全国的大学营造了积极浓郁的学术氛围却是十分宝贵的资源,纵使无法进入顶尖大学,只要能在一般的优秀大学中学习(比如波士顿大学),就同样可以有机会享受课内外最前沿的学术资源。

  正是因为有了这样富有朝气的学术氛围,才造就了美国顶尖的物理学术成就。

  过去的十位物理学奖获得者中,有九位来自美国。同时,美国最大的物理学家协会American Physical Society(APS)会对在美国在校大学生减免会费。这类学会长期为学生提供学术上和职业规划上的帮助使来自不同学校的众多学子受益匪浅。

  物理学的主要方向?

  从初中就已经接触过的声、光、电、热、力学,再到核物理,天文学,作为重要的基础学科的物理有着众多的分支。

  通常来来讲物理学中繁多的方向分为了三大类:

  理论物理学,实验物理学,计算物理学。

  理论物理学(Theoretical physics):

  理论物理通过为现实世界建立数学模型来试图理解所有物理现象的运行机制。通过“物理理论”来条理化、解释、预言物理现象。历史上,牛顿总结出牛顿三大定律,爱因斯坦的相对论,以及霍金的有关于黑洞理论使他们成为伟大的理论物理学家。

  实验物理学(Experimental physics):

  不同于与理论物理学,实验物理顾名思义更多地依赖于对于物理实验或物理现象的观察来探究物理原理。著名的实验物理实验包括验证了万有引力定律的卡文迪什实验和现代用于高能物理研究的大型强子对撞机。

  计算物理学(Computational physics):

  作为近些年来逐渐被独立出来的一个新的物理学分支,其主旨思想与与理论物理学相似,也是围绕数学分析的方法探究物理问题。

  相比之下,计算物理学包含更多交叉学科内容,主要有数学,计算机学,生物学等。众多前沿的物理学研究例如天体物理学、蛋白质结构预测都有广泛的应用计算物理学。

  本科物理专业的课程

  和要求学生具备的能力

  美国本科物理课程,并没有像上述说的那样领域区分的那样细致,甚至对我们所熟知的理论物理和实验物理也没有明确的区分。更多的,学生会被要求国定的修几个基础模块,包括经典力学、电磁学、光和量子力学。

  学习方式仍与我们高中时候的方式相近,结合实验,讲究对理论的推导,并考察学生对具体问题的解答和运用数学的能力。实验的作用会被放大,更高阶一点,编写学术化的实验报告,会成为以一项基本技能。

  美国物理学科推荐院校:

  (排名根据QS ranking)

  1麻省理工MIT

  2哈佛大学 HarvardUniversity

  3斯坦福大学 StanfordUniversity

  4加州大学伯克利分校 UCB

  5加州理工 Caltech

  6普林斯顿大学Princeton University

  7加州大学洛杉矶分校 UCLA

  8哥伦比亚大学Columbia University

  9耶鲁大学 YaleUniversity

  10芝加哥大学University of Chicago

  11康奈尔大学 CornellUniversity

  12加州大学圣芭芭拉分校UCSB

  13伊利诺伊大学香槟分校University of Illinois at Urbana-Champaign

  14密歇根大学University of Michigan

  15马里兰大学学院市分校University of Maryland, College Park

  物理学专业就业前景

  物理学作为传统基础学科,其就业前景十分宽阔。众多的专业方向提供了广泛的职业发展选择。这里仅仅举几个例子。

  天文学家

  想成为生活大爆炸里拉杰什那样的物理奇才吗?(比他更聪明女人缘比他好的那种)如果你有着强大的数学基础,对浩瀚宇宙热爱以及一颗用于探索未知的心,那么尝试成为一名天文学家吧!说不定未来你的名字将会被用来命名一颗星星呢。

  能源公司工程师

  有了坚实的物理学基础,工程将会是一个具有相当前景的领域。在当今传统能源面临紧缺挑战的情况下,如何发展新能源成为了重中之重。其中核电作为最可行的解决方案之一,十分需要具有物理尤其是核物理背景的高端人才。

  教师

  在美国缺乏优秀中学教师的情况下,有着强大物理专业背景的毕业生将在竞聘老师的职业中获得优势。 教师也是毕业后在美国尽快找到稳定工作的一个可靠方案。

  申请物理专业背景提升

  参加物理竞赛并取得优秀成绩是向招生官展示物理能力和天赋的捷径。含金量高的物理竞赛主要有全国高中生物理竞赛, 国际奥林匹克物理竞赛等。除此之外,由于数学和物理的高度关联,数学竞赛也对于申请物理专业有很大帮助,所以美国高中数学竞赛AMC也值得参加。

  最后,现在学术中跨学科的应用愈发广泛,物理也不例外。

  例如物理生物学中,计算物理学在大分子蛋白质结构的研究中有着举足轻重的作用,而蛋白质结构的研究在前沿神经科学中意义重大,困扰医学界难题之一的神经退行性疾病(例如帕金森,阿尔兹海默症)被发现与大脑中变异的大分子蛋白质结构密切相关。这样一来,物理学和乍看上去关系不大的神经科学有了很多交叉。

  如果你对于神经科学感兴趣,又擅长物理而想申请物理专业,那么brain bee神经科学竞赛也会有很大帮助。

  实力固然重要,但是有了实力以后如何在文书中向招生官阐释你参与竞赛的目的和想法就变得更为关键。总而言之不论参加了何种竞赛,组织了什么学科社团,或者参与了何种暑期项目,如何在文书中表明自己参与课外活动的动机从而体现自己对学习物理学的热情,以及从活动中有了什么样的体会和心得才是最为关键的。


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