1、物理学科简介物理科学与技术系 王嘉赋提 纲 什么是物理学 物理学分支与前沿 物理学科与学位点 物理学的学习（讨论）什么是物理学物理学是研究自然界中存在的物质及其运动的最普物理学是研究自然界中存在的物质及其运动的最普遍和最基本的性质、现象和规律的一门基础科学。遍和最基本的性质、现象和规律的一门基础科学。“物理物理 ”：即：即 物之理物之理 。 古即有之；现代意义古即有之；现代意义 “物理物理 ”一词来自日文一词来自日文 “Physics”：来自拉丁文：来自拉丁文 physica，源于希腊文，源于希腊文 phusika自自 phusikos的中性复数的中性复数 (“自然的自然的 ”)；参 参 ph
2、usis（自然）（自然） 研究对象研究对象 ：物质（实物粒子和场）及其相互作用：物质（实物粒子和场）及其相互作用研究目的研究目的 ：揭示自然现象的本质及其规律性：揭示自然现象的本质及其规律性什么是物理学研究对象研究对象什么是物理学历史沿革历史沿革古希腊 17世纪：天体力学， 牛顿力学17世纪 18世纪： 热力学第一次工业革命（蒸汽机、机械工业）19世纪：统计物理， 电磁理论 第二次工业革命（电力、无线电技术）20世纪： 量子力学 (1900-)相对论 (1905-)量子 规范 场论第三次工业革命（半导体技术， IT）21世纪：新问题（中微子质量，暗物质暗能量）新理论？ 新工业革命？物理学分支与
3、前沿PRL分栏与研究热点 一般物理学：主要分支：数学物理、方法论、量子力学、统计物理、量子信息、非线性理论等研究热点 ： 量子信息 、 Bose-Einstein凝结、 非线性 引力与天体物理：主要分支：相对论与引力、量子引力，星体与宇宙学、天体物理，地球物理等研究热点 ： Gamma-Ray Bursting 基本粒子与场：主要分支：量子规范场理论、夸克与 QCD、中微子物理、标准模型、 统一场论 等研究热点 ：中微子质量 (暗物质候选 )、寻找 Higgs粒子、 CP破缺 核物理：主要分支：核结构、核反应、核辐射、核工程等研究热点 ：双 beta衰变 (寻找 CP破缺 /暗物质 /暗能量等
4、理论的实验依据 ) 原子、分子与光物理：主要分支：原子 /分子的电子结构、团簇物理、原子 /分子与光互作用、冷原子 /分子与精密测量 、超快 /超强光源、光与物质互作用、激光物理、光谱等研究热点 ：超快 /超强激光、冷原子 /分子、激光与物质相互作用 经典物理学：主要分支：经典力学、流体力学、非线性动力学、 (传 )热学、声学、电学、电磁学经典光学、非线性光学、电磁波与物质互作用、无线电物理、连续介质等研究热点 ：非线性光学、 湍流 等 等离子体与离子束物理：主要分支：气体物理、放电、激光与等离子体互作用、离子束物理、磁禁闭等研究热点 ：离子束与物质互作用、磁禁闭 生物物理及交叉学科物理学：主
5、要分支：软物质、生物物理、医学物理、复杂系统 /网络、物理化学 /化学物理、流变学、材料 /能源 /环境 /信息与物理交叉领域、生物信息学等研究热点 ：蛋白质 /核酸结构动力学、神经信息处理、复杂系统 (如基因网络 )随机动力学、物理技术在生物领域应用等物理学分支与前沿PRL分栏与研究热点 凝聚态 I：结构等主要分支：固体 /液体结构、晶体动力学、非晶、表面与界面、薄膜、相变、低维系统 (非电子特性 )、纳米材料、物态方程、量子流体、高温高压物理、凝聚态物质的力 /声 /热学特性、非电子输运特性等研究热点 ：纳米材料、低维 /薄膜物理、极端条件下物性等 凝聚态 II ：电子特性等主要分支：块材
6、 /表面 /薄膜 /低维 /纳米材料的电子结构和电子 /光学性能、发光 /光谱、电子 /离子激发、凝聚态物质中的电子输运、半导体、超导、介电 /压电 /铁电、磁性材料 /磁共振、磁光、量子光学、光子晶体、磁电、局域态、电子强关联、自旋电子学、轨道电子学等研究热点 ：自旋流、轨道电子学、强关联等近十期 PRL论文研究领域统计 ：凝聚态 II： 20.8 (15-28) 凝聚态 I： 10.6 (7-14) 生物物理及交叉： 8.8 (4-14)一般物理： 8.6 (3-16) 经典物理： 5.9 (2-9) 原子分子与光： 4.9 (3-10)粒子 /场： 4.2 (1-7) 引力 /天体： 2
7、.7 (0-5) 等离子 /束： 2.6 (1-4) 核： 1.4 (0-3)物理学分支与前沿PRL分栏与研究热点物理学分支与前沿NSFC重点发展 /优先资助方向 (摘抄 )标准模型检验与 TeV能区物理，暗物质、暗能量，中微子、宇宙线物理，强子物理和核内非核子自由度，重离子碰撞和核物质相变，等离子体物理基础理论与实验，以及极端条件下物质的行为与非线性效应 ；凝聚态物质的结构、性能及其相互间关系 ，量子操控与量子信息；冷原子、冷分子与精密测量物理；超快、超强激光物理与微纳体系光学；复杂介质中的声传播、检测与噪声控制；复杂体系与生命科学中的物理问题 。 十一五期间拟重点发展的物理学领域：“受限系
8、统量子现象、效应及其应用 ”十一五期间拟优先赞助物理发展方向：新奇量子现象、量子效应；限域环境中对应系统的量子现象；费米凝聚体和低维结构中的类 BEC凝聚的物理现象及动力学行为；光学晶格中的原子和原子分子涡旋态的研究；与量子霍耳效应及二维电子气相关的关键性问题，弱磁场下微波诱导的零电阻现象；功能分子、 DNA及其它生物体中的量子输运；基于载流子注入的莫特绝缘体的基态问题，载流子幻数问题，超导机理，电荷、自旋、轨道有序、巨磁电阻输运等相关问题。量子信息载体与量子调控，包括量子相干过程与退相干机理；固态系统中的量子态的测量与反馈控制、量子纠缠与编码；量子态操控下的类三极管量子放大途径。核心量子结构与关键材料，包括基于带隙材料的人造新型物质结构及其新量子现象；功能分子的设计和合成及其光、电性能；高磁转变温度、高自旋极化材料；原子尺度上控制生长与稳定性机理。 物理学分支与前沿NSFC重点发展 /优先资助方向 (摘抄 )
