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就業助理聯系方式:  62783517  jiangn13@mails.tsinghua.edu.cn

 

 物理系基本概況

  清華大學物理系始建于1926年,著名物理學家葉企孫先生擔任首位系主任,吸引了多位著名物理學家,如吳有訓、薩本棟、周培源、趙忠堯等在清華物理系任教,培養了以王淦昌、錢偉長、錢三強、林家翹、彭桓武、王竹溪等一大批卓越的物理學家,不到十年就成為國內最好的物理系??谷諔馉幤陂g,清華大學、北京大學、南開大學組建成國立西南聯合大學,培養出楊振寧、李政道、黃昆、張守廉、鄧稼先、朱光亞等一大批杰出人材。1952年全國進行高校院系調整,清華物理系的教師和學生全部并入北京大學等校。

  改革開放之后,清華大學于1982年重新恢復建立物理系,由原工程物理系系主任張禮教授擔任復系后的首任系主任(1982-1984)。

  在清華物理系學習過或任教過的系友中,有中國科學院、中國工程院兩院院士80余人。1999年受到中央表彰的23位兩彈一星元勛中,有10位畢業于清華物理系。

  師資力量

  物理系現有教職工128人,其中有李家明、王崇愚、陳難先、李惕碚、顧秉林、范守善、鄺宇平、朱邦芬、薛其坤等9位在職的中科院院士,教授(研究員)50人,副教授(副研究員)28人。

  本科生培養

物理系十分重視基礎性人才的培養,關心志在從事基礎研究的學生,在配備導師、因材施教、提高獎學金比例等方面給予政策上的傾斜。學分制和分流培養的辦法使每個學生都有條件得到自主發展。本科畢業生選擇繼續深造的比例在90%左右,近年來有多位同學獲得到哈佛大學、斯坦福大學、麻省理工學院、普林斯頓大學、加州大學伯克利分校、加州理工學院等世界頂尖大學攻讀研究生的機會。本科畢業后直接參加工作的同學則廣泛分布于教育、科研、工業、金融、行政管理等行業。

研究生培養

物理系研究生培養以博士生為主,在凝聚態物理、原子分子與光物理、粒子物理、核物理、天體物理、聲學、生物物理、量子信息等學科的導師指導下從事研究工作。每年畢業約15名碩士,40名博士,碩士約50%繼續到國外知名大學深造,博士生約30%到國內外知名大學或研究機構從事博士后研究,其余就業于高校、研究所、企業等單位。就業的學生中到重點單位(重點高校、重要科研機構、政府管理部門和國內外知名企業)的占70%,重點單位中高校和科研單位所占比例為50%。

專業介紹:

本科專業:

物理學

本專業的目標是培養兩類人才:一類是物理學基礎型人才,他們有扎實的數理基礎知識,創造意識和動手能力強,對探索自然奧秘有濃厚興趣,并愿意獻身于基礎科學研究與教學;另一類是物理學應用型人才,他們不但具有扎實的數理基礎知識、較強的動手能力,而且既能夠從技術應用中提煉出物理問題,又善于將現代物理成果應用到技術發展中去。物理系所培養的學生還都應具有健全的人格、良好的人文修養,國際化視野和批判精神,具備在物理學科和其它對物理基礎要求較高的相關學科進一步深造的良好基礎和潛能。

數理基礎科學專業

數理基礎科學專業的培養目標是:為基礎科學培養富有創新意識和具有國際競爭能力的優秀人才;也為與數學、物理學密切相關的其它學科(信息、經管、材料、生命等)培養具有開拓精神和良好理科素養的新型人才。

基科班的培養特色:強調同時強化數學和物理基礎;讓學生較早參加科研實踐訓練,從三年級開始,學生可以根據本人的志趣選擇學科方向,進入導師的課題組進行科研實踐訓練;將本科與研究生培養過程有機銜接,學生經過多次選擇,找到適合自己發展的學科方向。

研究生專業:

凝聚態物理

凝聚態物理涵蓋超導體、磁性材料、半導體、電介質、聚合體、新型生物與能源材料等研究方向。

計算和理論凝聚態物理根據材料的結構和構成試預測其性質、解釋內在的物理機制。具體的研究內容包括:低維量子體系和納米結構中的量子效應及其可能的器件應用;低維材料生長動力學過程的模擬;新型量子材料的理論設計、模擬計算及量子器件原理的研究;半導體材料中的電子態和自旋態;結構和功能材料的電子結構和性能預測;多層次- 跨尺度物性關聯的物理機制及算法與材料設計;電子關聯效應和超導機理。

實驗凝聚態物理的研究組主要關注材料中的電子行為,比如半導體納米結構,超導性和低溫物理,原子和分子的準確測量和可控生長,以及新奇量子材料等。主要的研究方向包括:納米材料與結構的可控制備方法與生長機理,納米材料的尺寸效應及其表征,納米電子學和光電子學原理和器件探索;極低溫強磁場掃描隧道顯微學,低維量子體系的制備和新奇量子現象,功能氧化物磁性薄膜、薄膜復合結構及納米磁性材料的制備、物性及器件應用;強關聯體系與新型超導體研究,高溫超導材料及其應用,超導電子學。

原子分子與光物理

原子分子與光物理覆蓋了原子分子與光物理的基本研究和光與物質相互作用的研究,由原子分子物理和光學兩個二級學科組成。主要研究方向包括:原子分子及團簇理論;原子分子高激發態光譜、動力學及相干控制;冷原子物理及原子光學與原子玻色- 愛因斯坦凝聚;原子分子離子超靈敏譜學及應用;納米結構和納米光學;特異材料及其量子相干控制;全固化激光器物理及應用;物理量的精密測量。

粒子物理

粒子物理主要研究人類所能認識到的物質最深層次的結構、最基本的相互作用和運動規律、時空的性質及宇宙起源等問題,具體研究內容包括:電弱對稱破缺機制及超出標準模型的新物理的理論和唯象研究,包括Higgs粒子、中微子、暗物質、各種新規范粒子及其可能的相互作用;重夸克偶素的強子躍遷和強衰變的理論研究等;第一原理研究束縛態粒子的有效拉氏量;非微擾理論、強子物理等。

核物理

核物理研究涵蓋核與核子結構、相對論重離子碰撞與強相互作用體系、核反應、電子動量譜和核技術及應用等領域,是國內研究原子核物理的主要單位之一。

理論工作覆蓋了從低能的原子核結構到相對論性重離子碰撞大能量范圍內的諸多領域:在重離子碰撞的動力學模擬、等時量子輸運理論、量子色動力學(QCD) 相變理論、QCD 凝聚態物質和相對論重離子碰撞中的夸克物質信號等領域做出了重要的原創性成果;在原子核結構模型,極端條件下的核結構和核反應等方面也取得了許多重要的研究成果;利用數學物理來理解量子系統的對稱性,探索群和代數(李代數、李超代數、無限維李代數、變形李代數等)的表示論在物理學中的應用,如原子、分子結構和核結構的代數模型;利用Monte Carlo 模擬方法從事探測器、核電子學、量子化學等方面的研究。

在實驗核物理方向,原子核的高自旋態研究取得了豐碩的研究成果,包括原子核的集體運動與對稱性、各種奇異形變和形狀驅動效應等新現象的觀測和解釋;核反應研究則包括熱核性質與核物質狀態方程的實驗探測、大型探測器的模擬和預研、相對論性重離子碰撞中的集體流與夸克信號以及核探測技術在核能領域中的應用等;在強子物理領域,則有中子電偶極矩和標準模型之上新物理的探尋、QCD 奇異態的探尋和極化靶研制及其應用等方面的研究;電子動量譜學的研究集中在高性能電子動量譜儀的研制、重元素的電子結構和電子碰撞動力學以及柔性分子的構像等方面。

天體物理

天體物理中心的研究領域涵蓋了空間天文、宇宙學、高能天體物理、光學天文和理論天體物理五個方面,具體研究內容包括空間天文儀器(例如硬X 射線調制望遠鏡天文衛星以及暗物質與暗能量的探測設備)、觀測宇宙學、空間天文(諸如白矮星、中子星、黑洞、超新星、X 射線源、伽瑪射線暴、活動星系核等方面的物理研究)。

生物物理

生物物理是利用物理學中各種力學、熱學和光學成像等實驗手段以及數據分析、模型建立、計算推導等理論手段研究生命活動和生物物質的一門學科,與研究大分子的軟物質凝聚態,細胞內外物理化學過程的分子生物學,多組元相互作用高度非均勻非線性的復雜系統理論有密切的聯系,包含了系統生物學、計算生物學、整合生物學等新興學科。

目前物理系生物物理研究主要集中于生命物質的光學觀測和系統生物學。具體包括:(1)用解析或數值的方法研究各種信號在細胞生化反應網絡中的傳導,蛋白質因子對基因表達的調控,噪聲對信號的擾動;(2)結合圖論和動力系統理論研究生化網絡的拓撲及其動力學;(3)基于實驗觀測,建立物理模型,研究生物體胚胎發育、機體免疫,并結合生態學去解釋生物形態、功能及種群的形成及消亡的過程;(4)運用單分子觀測技術、活細胞實時動態成像和高分辨相干層析成像(OCT)技術去了解細胞器和生物組織及其在醫學上的應用。

量子信息

量子信息包括量子通信和量子計算,其學科特點在于高度的交叉性。量子力學原理保證了量子通信具有極高安全性,量子計算具有經典計算不可比擬的強大計算功能,因此量子通信和量子計算研究具有重要的科學意義和戰略意義。

具體的研究方向集中于:(1)基于自旋的量子信息處理。從理論和實驗上研究利用包括核自旋、電子自旋的自旋體系開展量子信息處理,實驗上采用磁共振操控技術;(2)開展量子通信的實用化理論與實驗研究,解決量子通信中的一些關鍵科學與技術問題;(3)開展量子直接安全通信的實驗研究。與量子密鑰分發傳輸隨機數不同,量子直接安全通信在量子信道中直接傳輸秘密信息。研究噪聲下的量子直接安全通信及其實驗實現;(4)開展基于量子光學的量子信息處理,包括量子信息基本原理的實驗研究,與量子光學相關的物理體系的量子信息處理,包括微腔量子信息處理;(5)量子信息與量子力學基礎,包括量子糾纏分類與刻畫、量子失諧的刻畫,廣義量子門及其性質,量子contexuality、量子非局域性等的理論與實驗研究;(6)量子控制理論與實驗研究,包括量子動力學解耦方法、量子糾錯及其在量子信息處理中的應用。  

聲學

聲學目前的研究工作主要有兩個方向:物理聲學和超聲學。物理聲學致力于聲致發光、熱聲現象、聲脈沖和波束在界面上的反射和透射、聲波的多重散射、聲傳播的基礎理論以及建筑聲學的計算機模擬等方面的研究。超聲學研究更多地關注其應用價值,包括超聲電機、超聲檢測、超聲定位、超聲焊接、超聲加工、超聲清洗和聲檢測等方面的研究。

 

Undergraduate

○       Physics

The department places strong emphasis upon students obtaining a sound background in basic mathematics and suitable foreign language skills, as well as significant experience with experimental techniques. Upon graduation, students will have mastered fundamental theories and research methods in physics, preparing them for a wide range of possible future careers, including research scientist, physics teacher, technical manager, and other positions in business, government, and industry calling for physics expertise. 

 

Graduate

●       Theoretical Physics

Major Courses:

Advanced Quantum Mechanics, Quantum Field theory, Group theory, Gauge Field Theory , Particle Physics , Differential Geometry ,etc.

Research Field:

Particle theory and data analysisparticle physics at high energy region associated with international high energy colliders; particle physics at intermediate and low energy region include various non-perturbative interaction theories; quantum field theory and quantum mechanics; mathematical physics. 

●       Particle Physics and Nuclear Physics

Major Courses:

Advanced Quantum Mechanics, the Physics of Nuclear Structure and of Nuclear Reactions, Group Theory, Laboratory for Advanced Physics, Computational Physics, Applied Atomic and Molecular Physics, Topics in Nuclear Physics, etc.

Research Field:

Experimental nuclear physics and particle physics, nuclear theory, nuclear technology and its application in atomic and molecular physics, quantum computing theory and experiment, applications of characteristic symmetries and group theory methodology in physics.

●       Plasma physics

Major Courses:

Solid state theory, mathematical methods in physics, quantum statistics, quantum field theory, computational physics, superconductivity, thin films and surface physics, and topics in solid state physics.

Research Field:

New methods of nuclear fusion; Industrial plasma applications.

●       Atomic and Molecular Physics

Major Courses:

Experimental methods in atomic and molecular physics, atomic and molecular theory, topics in atomic and molecular physics, laser spectroscopy and technological applications, etc. 

Research Field:

Ultra sensitive spectroscopy for atoms and molecules and their applications; spectroscopy for highly excited states of atoms and molecules, dynamics and coherent control; dynamics and structure of atoms, molecules and clusters.

●       Optics

Major Courses:

Laser physics, Nonlinear optics, Theoretical fundamentals of spectroscopy, Laser spectroscopy and detection technique, Ultrafast optics and electronics, Quantum optics and atomic optics.

Research Field:

This group’s research work focuses on optics and photonics and their applications - more specifically: quantum optics and photonics; laser physics, laser technology and laser spectroscopy; near field optics and micro-region spectroscopy; and precision photoelectric measurements. 

●       Condensed Matter Physics

Major Courses:

Solid state theory, mathematical methods in physics, quantum statistics, quantum field theory, computational physics, superconductivity, thin films and surface physics, and topics in solid state physics.

Research Field:

Computational condensed matter physics, nano-structure and low-dimensional physics, condensed matter theory, superconductivity and its applications, magnetic oxide films.

●       Acoustics

Major Courses:

Physical acoustics, introduction of modern acoustics, applications of acoustics to technology, laboratory for modern acoustics, etc.  Emphasis is placed on calculational and experimental skills.

Research Field:

Physical acoustics, ultrasonics and underwater acoustics. 

●       Astrophysics

Major Courses:

Selected Topics on Astrophysical Frontiers (I), Selected Topics on Astrophysical Frontiers (II), Fluids and Plasmas in Astrophysics,etc. 

Research Field:

High-energy astrophysical observations, statistic analysis of high-energy astrophysics and theoretical astrophysics.

 

Job Opportunities for Graduates:

Graduates are well-qualified to do research or teach in universities, scientific research or management institutions, and various advanced technology enterprises.

 

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