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(shí)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(shí)的生產(chǎn)力，并反過(guò)來(lái)推動(dòng)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(jiǎng)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(shí)；基于無(wú)線電技術(shù)的5G網(wǎng)絡(luò)，利用超高頻段和極高頻段的無(wú)線電波能傳遞更大量信息比如音視頻、高清圖片等，將推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈的智能化發(fā)展[5]；在能源動(dòng)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(lái)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(guò)外加梯度磁場(chǎng)檢測(cè)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(guó)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(gè)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用和技術(shù)實(shí)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(lái)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(duì)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(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，融合了物理學(xué)新領(lǐng)域的應(yīng)用[9]。科技作為第一生產(chǎn)力，科技競(jìng)爭(zhēng)在當(dāng)今世界越來(lái)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(shí)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(jì)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(shí)際中的專業(yè)人才，因此，國(guó)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(diǎn)來(lái)說(shuō)，本專業(yè)除了學(xué)生具有扎實(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ)和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的專門知識(shí)之外，還需要培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，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(jí)專門人才?；谝陨咸攸c(diǎn)，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(shí)驗(yàn)(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(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)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(jì)算物理方向的計(jì)算方法、數(shù)學(xué)建模、計(jì)算物理學(xué)等[10-11]。

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)就業(yè)方向

國(guó)家任何時(shí)候都需要具備扎實(shí)的理論知識(shí)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(huì)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(gè)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(shí)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(wèn)題的研究和應(yīng)用；在國(guó)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(chǔ)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(jì)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(lái)源：網(wǎng)絡(luò))