供稿|胡淑賢

應用物理學專業(yè)是什么？

應用物理學專業(yè)屬于理學類，授予理學學士學位。應用物理學專業(yè)是以物理學的基本規(guī)律和現(xiàn)象為基礎，以應用為目的的一門學科[1]。它是連接物理科學和工程技術(shù)之間的媒介和橋梁。應用物理學的基本任務是研究如何把物理學的基本理論和方法應用于實際，從而不斷向技術(shù)科學領(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。它是當今多種技術(shù)學科的支柱，是高新技術(shù)發(fā)展的基礎。其目的是便于將物理學研究的成果盡快轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的生產(chǎn)力，并反過來推動物理學的進步。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為，當前和以后的幾十年內(nèi)物理學的重心在于應用物理學[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，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，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航系統(tǒng)建設以及航空航天事業(yè)的大力發(fā)展和飛行器的制造是物理學中電磁學、力學、光學等各個基礎知識的綜合運用和技術(shù)實現(xiàn)(圖1)[8]。

圖1 應用物理學前沿應用領(lǐng)域(圖片來源：網(wǎng)絡)

應用物理學專業(yè)學什么？

應用物理學和物理學培養(yǎng)目標側(cè)重不同，物理學更偏重于物理學的基礎理論框架的學習與研究，而應用物理學則相對側(cè)重物理原理的應用。應用物理學在物理學的基本定律和實驗方法的基礎上，融合了物理學新領(lǐng)域的應用[9]?？萍甲鳛榈谝簧a(chǎn)力，科技競爭在當今世界越來越激烈，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)和計算機科學技術(shù)等基礎，為行業(yè)的發(fā)展提供強大的支持。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玫綄嶋H中的專業(yè)人才，因此，國內(nèi)高校紛紛開設自己的應用物理學專業(yè)。就其專業(yè)特點來說，本專業(yè)除了學生具有扎實的物理學基礎和相關(guān)應用領(lǐng)域的專門知識之外，還需要培養(yǎng)學生具有較強實踐能力和創(chuàng)新意識，使其成為應用物理學科、交叉學科以及相關(guān)科學技術(shù)領(lǐng)域從事科學研究、教學、新技術(shù)的開發(fā)與應用以及管理工作的高級專門人才?；谝陨咸攸c，應用物理學專業(yè)的課程設置兼顧了物理學基礎和應用技術(shù)理論。既有普通物理學及實驗(熱學、電磁學、光學、力學、原子物理)，近代物理學(理論力學、電動力學、熱力學與統(tǒng)計物理、量子力學和固體物理)和數(shù)學課(高數(shù)、線代、復變函數(shù)、數(shù)學物理方法)等基礎理論，以及按照我校特色設置的專業(yè)課程：如半導體物理與器件方向的材料物理、半導體物理、半導體器件與工藝等；光電子信息技術(shù)方向的激光原理、光電子學、傳感器技術(shù)等；和計算物理方向的計算方法、數(shù)學建模、計算物理學等[10-11]。

應用物理學專業(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用能力的人才，應用物理專業(yè)培養(yǎng)了學生專業(yè)的素養(yǎng)，使他們具有持久的專業(yè)發(fā)展后勁和較強的開拓能力，因而深受社會各界的歡迎[12]。應用物理學專業(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)/計算機軟件工程、應用光學、電氣工程(如微電子)等工程技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)工程師；成為應用物理學相關(guān)教育的大學、中學教師；等等。

圖2 應用物理學前景(圖片來源：網(wǎng)絡)