物理学研究分为两大领域，分别为经典物理学和现代物理学。经典物理学包括那些在二十世纪初已成熟的传统学术分支领域：经典力学、声学、光学、热力学、电磁学等等。1687年，艾萨克·牛顿提出的牛顿运动定律和万有引力定律为经典物理学奠定了稳固的基础，物理学逐渐展现出两个经典特征：使用实验证据来检视物理定律，以及采用数学语言来表述物理定律。随后，物理学逐渐发展成为一门独立学科。
由于物理学者发现经典物理学存在着极严重的瑕疵，导致了二十世纪物理学两大理论体系相对论和量子力学的出现，进而开始了现代物理学的纪元。现代物理学中的量子力学论述了发生于原子层级与亚原子层级各种现象的离散性质，而相对论则阐述处于某参考系的观察者，所观察到在另外一个以相对速度移动的参考系发生的现象。相对论又可分为狭义相对论与广义相对论。经典物理学通常用以阐述日常可观察尺寸的系统现象，而现代物理学通常用以阐述极端或非常大尺寸、非常小尺寸的系统现象。
物理学专业的学生在一开始会学习涉及物理理论的一些课程，例如各种力学（mechanics），包括力、能量及运动定律，电磁学（electricity and magnetism），包括带电粒子发射电磁辐射，量子力学（quantum mechanics），包括电磁波的粒子性质、粒子的波性、能量级、自然不确定性对粒子行为的影响，以及热力学（thermodynamics），包括热能基本理论等等。这些课程强调逻辑、数学结构及其应用。
美国物理专业分支
Astrophysics & Cosmology 天体和宇宙物理方向：恒星系统；行星系统；整个宇宙。
Atomic physics 原子物理方向：核物理和核电子等等
Condensed Matter physics 凝聚态物理方向：纳米和薄膜等等
Biological physics 生物物理学：用物理学的概念和方法研究生物各层次结构与功能的关系、生命活动的物理、物理化学过程和物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科。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。
Computational physics 计算物理方向：计算物理学研究如何使用数值方法解决已经存在定量理论的物理问题。
General Relativity 相对论方向：相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。
Microscopy 分子物理方向：分子物理学是研究分子的结构，分子的物理性质，分子间的相互作用；并以此为基础研究气体、液体、固体的物理性质，特别是与热现象有关的物理性质的一个物理学分支。
particle physics 粒子物理方向：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。
Beam physics 光学方向：光谱、光信息、光存储等等
学物理学专业这八大名校你得知道
1. 加州理工学院 Caltech
加州理工拥有18.5亿美元的资助且全校学生少于1000人，规模虽小却十分强大。学校拥有着7台宇宙观测设备。并且该校的喷气推进实验室与NASA一同建造了宇宙飞船和机器探测器。其研究团队正通过分析宇宙中的行星来研究海洋学。
加州理工拥有强大的研究团队，师生比例只有1：3。物理学专业本科毕业生的起薪为60，000美元，职业中期薪资达到为105，000美元。学生背景十分多元化，66%的学生来自加利福尼亚以外的地方。与麻省理工的激烈竞争让加州理工不断地完善学生教育，从不懈怠。
2. 麻省理工学院 MIT
麻省理工的物理学家们坚信地球之外是存在生命的，而人类距离巨大的突破只有一步之遥。天文学和天体物理学是几个系的核心课题，包括地球科学系、大气学系、行星科学系和物理学系。麻省理工学院运行着马萨诸塞州的两座天文台，并且同智利的拉斯坎帕纳斯天文台有着合作关系。
麻省理工因其高质量的教学而被大众认为是一所值得就读的学校。拿到物理学学位的本科毕业生的平均起薪为65，000美元，职业中期薪资达到103，000美元。学校的师生比例为1：8，学生的文化背景十分多元化，89%的学生来自于马萨诸塞以外的地方。麻省理工110亿美元的捐助和7亿美元的研究支出让其在物理学方面拥有举足轻重的地位。
3. 普林斯顿大学 princeton
普林斯顿学校的宗旨是成为在人文学科、社会科学、自然科学和工程学方面最好的学府。普林斯顿大学为这些重点学科提供学士，硕士和博士学位。但是有意向申请的学生需知道学校没有设置医学、神学、法学、商学和教育学部门。
因其高质量的教学，普林斯顿大学在全国排名第八，新泽西州内第一。物理学专业本科毕业生的平均起薪为63，000美元，职业中期薪资达到131，000美元。
4. 哈佛大学 Harvard
哈佛大学由马萨诸塞州立法机关于1636年建立，是国家最古老的高等教育机构。大学拥有320亿美元的资助，此规模为世界第一，比同一排行榜上位于第二的学校的资助多出一半。
哈佛大学物理专业本科毕业生的平均起薪为61，000美元，职业中期薪资达到137，000美元。学校学生文化背景十分多元化，正因如此，最优秀的精英们都聚集在该校。师生比例为1：7，学生毕业率高达93.7%。
5. 伦斯勒理工学院 RpI
伦斯勒理工学院是在英语语言地域里最古老的技术学院，它专一地致力于科学艺术和应用科学的研究。旗下有6个部门：建筑学、工程学、人文科学、信息技术学、科学和管理学。学校运行着伦斯勒科技公园，这是一个邻近东格林布什的技术园地，可容纳70家涉及不同技术领域的创业公司。伦斯勒理工的企业孵化园专注于帮助刚起步的创业者们迈出第一步。
物理学专业本科毕业生平均起薪为每年60，000美元，职业中期薪资达到为92，000美元。新生返校率为94%， 按时毕业率为60%。
6. 康奈尔大学 Cornell
康奈尔的研究员在过去的四十年中一直处于碰撞束物理学的技术前沿，并且康奈尔电子储存环正在革新X射线技术。每年都会有超过一千名的科学家来到康奈尔实验室研究基于加速器的科学与教育。
康奈尔的学生文化背景十分多元化，有63%的学生来自纽约以外的地方。物理学本科专业毕业生的平均起薪为64，000美元，职业中期薪资达到123，000美元。师生比例为1：12。从教学质量来看，康奈尔在州内排名第2，全国排名第12。
7. 加州大学伯克利分校 UC Berkely
加州大学伯克利分校认为教授和学生是共同挑战物理学基础的合作者。学校在三个主要领域取得突破：宇宙物理学、量子物理学以及生物物理学。研究者目前正在研究幼鸟的运动以及这些运动如何解释它们飞行的本能。
物理学专业的本科毕业生平均起薪为60，000美元，职业中期薪资达到105，000美元。
8. 加州大学洛杉矶分校 UCLA
加利福尼亚大学洛杉矶分校是大型等离子设备的建造地，这使得该校学生和来自世界各地的科学家能够研究等离子操控和阿尔芬波。该设备能够创造出大振幅连续的剪切波，与其相似的其它机器暂时还无法做到这一点。
物理学专业本科毕业生的平均起薪为57，000美元，职业中期薪资为125，000美元。新生返校率为96%。学生的按时毕业率为71%，并且尽管有93%的学生来自加州，学生的文化背景还是十分多元的。
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