物理学是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科研究基础。

物理学起始于伽利略和牛顿年代，它已经成为一门有众多分支的基础科学。物理学是一门实验科学，也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。物理学充分用数学作为自己的工作语言，它是当今最精密的一门自然科学学科。

第一章 物理概况

物理专业分为物理学专业与应用物理学专业。

一、物理学专业（理学）

本专业学生主要学习物质运动的基本规律，运用物理知识和方法进行科学研究和技术开发，获得基础研究或应用基础研究的初步训练，具备良好的科学素养和一定的科学研究与应用开发能力。

二、应用物理学（理学）

本专业学生主要学习物理学的基本理论与方法，具有良好的数学基础和实验技能，受到应用基础研究、应用研究和技术开发以及工程技术的初步训练，具有良好的科学素养，适应高新技术发展的需要，具有较强的知识更新能力和较广泛的科学适应能力。

三、物理学研究的领域

1、理论物理

理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科，理论物理几乎涉及所有的物理学分支。

它以数学为基础，“解释”世界的运行原理。

理论物理最早源自于哥白尼的“日心说”和开普勒对该学说的数学解释。

后来伽利略开创了现代自然科学研究方法，对物理理象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合。

牛顿在总结以上人等工作的基础上，创造性地建立了一整套逻辑严密的理论体系。这成为了接下来两百多年物理研究的基础。直到20世纪的相对论和量子力学的诞生。

2、计算物理

随着计算机的不断发展，物理理论和实验之间已经可以建立起一些联系。

计算机模拟被用来检验理论正确与否，因此，计算物理学在自然科学研究中发挥出巨大威力。使得计算物理学与实验物理学、理论物理学步入所谓的三强鼎立时代。

计算物理学需要大量的交叉学科知识，计算机方向的计算物理学，对未来就业很有帮助。

3、凝聚态物理

凝聚态物理是物理科研领域里最主要、人数最多的方向，占了世界大概2/3左右。主要研究物质宏观性质，方向包括：表面物理、半导体物理、光电子物理、分子/电子学、光子晶体、纳米材料与结构等等。

该方向对实验较为依赖，它的理论基础是量子力学，需要从实验、理论和计算上进行探索，对人类智力构成强有力的挑战。

凝聚态物理学和高新技术的发展关系密切，信息、材料和能源技术的发展给凝聚态物理学的深入发展提供机遇。

凝聚态物理学在学科交叉中也大有可为，随着凝聚态物理学日益深入到复杂结构的物质，它和化学、生物学之间的交叉渗透更加深化。这些渗透既有实验技术上的相互支持，又有机制理论上的共同探索。

4、光学物理

光学是物理学的重要分支学科，狭义来说，光学是关于光和视见的科学，但今天常说的光学是广义的，是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线和γ射线的宽广波段范围内的全部。

5、地球物理

地球物理学用物理学的原理和方法，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测，探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。

在此基础上为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术，为灾害预报提供重要依据。

地球物理学的研究内容总体上可以分为应用和理论地球物理两大类。

6、天体物理

天体物理学是物理学和天文学的一个分支，它研究天空物体的性质及它们的相互作用。天空物体包括星，星系，行星，外部行星，宇宙的整体。

物理用全部电磁谱作为手段研究发光性质，并研究天体的密度和温度及化学成分等。天体物理研究的范围很广，要应用许多物理原理，包括：力学，电磁学，统计力学，热力学和量子力学，相对论，核和核子物理，原子和分子物理。

7、粒子物理

粒子物理是研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构、性质，和在很高能量下这些物质相互转化及其产生原因和规律的物理学分支，又称高能物理学。

它的研究对象是粒子。六十年代初，实验发现的基本粒子的数目已达到近百种。而且显然，随着加速器能量的提高，还会有大量的新粒子会被发现出来。原来人们期望基本粒子的研究会给物质世界描绘出一幅很简明的图象，结果却相反，基本粒子的种类竟然比化学元素的种类还多。

这使人们意识到，这些粒子并不是物质世界的极终本原。基本粒子对它们不是一个合适的名称。于是人们去掉“基本”二字，而把它们简称为粒子。相应的研究领域也改称为粒子物理。

8、生物物理

生物物理学是物理学与生物学相结合的一门交叉学科，研究生物的物理特性，是生命科学的重要分支学科和领域之一。生物物理涵盖各级生物组织，从分子尺度到整个生物体和生态系统。

它的研究范围有时会与生理学、生物化学、纳米技术、生物工程、农业物理学、细胞生物学和系统生物学有显著的重叠。生物物理学被认为是生物学和物理学之间的桥梁，生物物理学旨在阐明生物在一定的空间、时间内有关物质、能量与信息的运动规律。