興趣產(chǎn)生動力 優(yōu)勢鑄造能力創(chuàng)新成就潛力
——應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)

供稿|胡淑賢

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)是什么？

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)屬于理學(xué)類，授予理學(xué)學(xué)士學(xué)位。應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)是以物理學(xué)的基本規(guī)律和現(xiàn)象為基礎(chǔ)，以應(yīng)用為目的的一門學(xué)科[1]。它是連接物理科學(xué)和工程技術(shù)之間的媒介和橋梁。應(yīng)用物理學(xué)的基本任務(wù)是研究如何把物理學(xué)的基本理論和方法應(yīng)用于實際，從而不斷向技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域輸送新的方法、新的技術(shù)、新的工藝、新的材料、新的器件等。它是當(dāng)今多種技術(shù)學(xué)科的支柱，是高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。其目的是便于將物理學(xué)研究的成果盡快轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的生產(chǎn)力，并反過來推動物理學(xué)的進(jìn)步。它屬于比較年輕的專業(yè)，特別是近些年的發(fā)展十分迅速[2-3]。諾貝爾物理獎得主楊振寧教授認(rèn)為，當(dāng)前和以后的幾十年內(nèi)物理學(xué)的重心在于應(yīng)用物理學(xué)[4]。在信息技術(shù)方面：從歐洲核子中心誕生的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得人類的生活更加便捷；基于光的全反射原理而發(fā)明的光纖電纜徹底改變了人類通訊的模式，是目前的信息高速公路的基礎(chǔ)，使“用一條電話線傳送一套電影”的幻想成為現(xiàn)實；基于無線電技術(shù)的5G網(wǎng)絡(luò)，利用超高頻段和極高頻段的無線電波能傳遞更大量信息比如音視頻、高清圖片等，將推動全產(chǎn)業(yè)鏈的智能化發(fā)展[5]；在能源動力方面：利用核材料裂變釋放的能量核能被稱為人類最具希望的未來能源之一[6]；在生物醫(yī)藥方面，核磁共振成像技術(shù)利用核磁共振原理，依據(jù)所釋放的能量在物質(zhì)內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)環(huán)境中不同的衰減，通過外加梯度磁場檢測所發(fā)射出的電磁波，即可得知構(gòu)成這一物體原子核的位置和種類，據(jù)此可以繪制成物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖像[7]；在航空航天方面，關(guān)乎國家安全的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)以及航空航天事業(yè)的大力發(fā)展和飛行器的制造是物理學(xué)中電磁學(xué)、力學(xué)、光學(xué)等各個基礎(chǔ)知識的綜合運用和技術(shù)實現(xiàn)(圖1)[8]。

圖1 應(yīng)用物理學(xué)前沿應(yīng)用領(lǐng)域(圖片來源：網(wǎng)絡(luò))

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)什么？

應(yīng)用物理學(xué)和物理學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)側(cè)重不同，物理學(xué)更偏重于物理學(xué)的基礎(chǔ)理論框架的學(xué)習(xí)與研究，而應(yīng)用物理學(xué)則相對側(cè)重物理原理的應(yīng)用。應(yīng)用物理學(xué)在物理學(xué)的基本定律和實驗方法的基礎(chǔ)上，融合了物理學(xué)新領(lǐng)域的應(yīng)用[9]?？萍甲鳛榈谝簧a(chǎn)力，科技競爭在當(dāng)今世界越來越激烈，因此，更加迫切需要將理論研究的成果更快、更直接地轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。比如麥克斯韋的電磁理論是近代電子技術(shù)、通信技術(shù)和計算機(jī)科學(xué)技術(shù)等基礎(chǔ)，為行業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的支持。為了滿足科技發(fā)展的需要，亟需培養(yǎng)一大批能夠?qū)⒗碚搼?yīng)用到實際中的專業(yè)人才，因此，國內(nèi)高校紛紛開設(shè)自己的應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)。就其專業(yè)特點來說，本專業(yè)除了學(xué)生具有扎實的物理學(xué)基礎(chǔ)和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的專門知識之外，還需要培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)實踐能力和創(chuàng)新意識，使其成為應(yīng)用物理學(xué)科、交叉學(xué)科以及相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域從事科學(xué)研究、教學(xué)、新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用以及管理工作的高級專門人才?；谝陨咸攸c，應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置兼顧了物理學(xué)基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)理論。既有普通物理學(xué)及實驗(熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、原子物理)，近代物理學(xué)(理論力學(xué)、電動力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理、量子力學(xué)和固體物理)和數(shù)學(xué)課(高數(shù)、線代、復(fù)變函數(shù)、數(shù)學(xué)物理方法)等基礎(chǔ)理論，以及按照我校特色設(shè)置的專業(yè)課程：如半導(dǎo)體物理與器件方向的材料物理、半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體器件與工藝等；光電子信息技術(shù)方向的激光原理、光電子學(xué)、傳感器技術(shù)等；和計算物理方向的計算方法、數(shù)學(xué)建模、計算物理學(xué)等[10-11]。

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)就業(yè)方向

國家任何時候都需要具備扎實的理論知識以及應(yīng)用能力的人才，應(yīng)用物理專業(yè)培養(yǎng)了學(xué)生專業(yè)的素養(yǎng)，使他們具有持久的專業(yè)發(fā)展后勁和較強(qiáng)的開拓能力，因而深受社會各界的歡迎[12]。應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)方向分布十分廣泛，涵蓋了整個物理和工程領(lǐng)域，并與其他學(xué)科相互滲透，融物理理論和實踐于一體，包括但不限于(圖2)：從事核技術(shù)和高能物理等科研領(lǐng)域中物理前沿問題的研究和應(yīng)用；在國防科技、人工智能、量子通訊、信息技術(shù)等高新技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)工作；在半導(dǎo)體材料、儲能材料、集成電路和光伏材料等新物理特性材料領(lǐng)域的開發(fā)；在智能機(jī)器人、量子陀螺儀、生物傳感器等新儀器領(lǐng)域的研制；成為電子通信行業(yè)(如數(shù)電、模電)、電子技術(shù)/計算機(jī)軟件工程、應(yīng)用光學(xué)、電氣工程(如微電子)等工程技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)工程師；成為應(yīng)用物理學(xué)相關(guān)教育的大學(xué)、中學(xué)教師；等等。

圖2 應(yīng)用物理學(xué)前景(圖片來源：網(wǎng)絡(luò))