Изначально, физика — наука о целой вселенной. От изучения звезд за пределами земли до объяснения формы капель воды, физическое образование предлагает студентам возможность понять мир вокруг них во всем его многообразии.
К великим физикам, кто сыграл большую роль в выявлении законов природы и теорий, которые включают в себя современные научные знания мира, относятся Альберт Эйнштейн, Галилео Галилей, Эрвин Шрёдингер, Исаак Ньютон и Макс Планк — и также те, кто сейчас выбирает изучать физику, могут оказаться среди следующего поколения революционных мыслителей в данной области.
Хотя предмет обладает репутацией независимого предмета с точки зрения каждодневного применения, но на самом деле, физики играют большие роли во многих ключевых секторах, включая многие аспекты технологий и инженерии. Работа в сфере физики может ранжироваться от развития пользы оптоволоконной технологии в системах коммуникации до применения электромагнитного знания в развитии новых индустриальных технологий.
Структура курса и вступительные требования
Что изучает физика
Совместно с практической работой и экспериментами, обучение физики включает в себя изучения большого количества теории и комплексной математики — поэтому убедитесь, что вы готовы к этому. Студенты физики узнают о истории профессии и физиков, которые проложили путь к современным знаниям мира. Часто обучение будет сопровождаться введением в различные основные принципы и законы, которые в свою очередь будут разделены на еще более специализированные разделы.
К ключевым физическим темам относятся электричество и магнетизм, пространство и время, термодинамика, квантовая физика, принцип относительности, геофизику, гидрогазодинамика, астрономия и геология и т. д. Первый год обучения будет направлен на заложения фундамента классической и современной физики, плюс очень большое количество математических формул. В течение вашего обучения вы будете продвигаться к все более и более комплексной математике, к таким комплексным современным теориям как квантовая и относительности.
Ближе к концу вашего обучения, у вас появиться больше возможностей для выбора вашей специальности, возможно с определенным типом работы в сфере физики. На финальной талии, вы будете работать над исследовательским проектом, независимо или в составе группы.
Вступительные требования
Для изучения физики в университете, вы должны обладать дипломом о среднем образовании (экзамен на аттестат о полном общем среднем образовании) и в области физики, и математики. Сертификат в области продвинутой математики (например, «высшей») и в дополнительной науке также может быть дополнительным плюсом в вашем заявлении.
Для завершения бакалавриата, вам понадобиться три или четыре года. Некоторые университеты предлагают возможность продолжить обучение на еще один или два года для приобретения статуса магистра физики или магистра наук. В ином случае, подать заявку на обучение в магистратуре можно после завершения курса бакалавриата.
Специализации
Физические специализации
Совместно с изучением работ выдающихся физиков в течение истории, образование в сфере физики познакомит студентов с актуальными физическими предметами, объясняя каким образом принципы физики применимы в таких индустриях как медицина, коммуникации и инженерия. К темам, которые вы будете проходить, относятся:
Электричество и магнетизм
Этот раздел познакомит вас с законами электричества и магнетизма, также вы поймете как они связаны друг с другом. Вы детально изучите электростатику, магнитостатику, стационарный поток, цепь постоянного тока и принципы электродвигателей.
Пространство и время
Часть философии физики, раздел «пространство и время» изучает аспекты современной физики , которая опирается на современное понимание мира о пространстве и времени. Вы будете изучать особые относительности и изучите четырехмерную геометрию. Теплофизика и статистическая физика также возможны, позволяя проводить дискуссии на темы термодинамики и оси времени.
Термодинамика
Этот раздел физики изучает ключевые законы термодинамики — науки, которая изучает каким образом используется энергия и как она проходит через системы — также изучает базу статистической механики, включая микросостояние и энтропию.
Квантовая физика
Квантовая физика познакомит вас с квантовыми механизмами и она нацелена на улучшение ваших знаний на темы амплитуды вероятности, волновое решение, уравнение Шредингера и квантовые числа, используемые для фундаментальных физических проблем.
Физика атомного ядра
Данный раздел познакомит вас с концептом ядерной физики, а также с разными формами и свойствами радиоактивности. Радиоактивный распад и расщепление являются ключевыми областями фокуса, помогая разрабатывать теории для объяснения таких явлений как Большой взрыв.
Теория относительности
Здесь вы будете представлены как и общей теории относительности, так и специальной теории относительности, концепту пространство-время, черным дырам, гравитации и гравитационным волнам, теории относительности в космологии и аэрофизики. Вы также будете работать с уравнениями Эйнштейна.
Геофизика
В общих чертах, геофизика пытается понять Землю в рамках простых физических принципах. Для этого осуществления вы узнаете о принципах магнетизма, тепла, волн и радиоактивности для развития общего представления о структуре Земли, процессах, которые влияют на нее и методах, используемые для их изучения.
Также вы можете пройти несколько разделов, связанных с предметом, например, астрономия, математика, геология и электроника.
Варианты карьер
Карьера в сфере физики
Британский научный писатель Сайман Син однажды сказал: «Я думаю, что физики могут делать почти все, что угодно. Наша подготовка применима к почти каждой сфере, что позволяет нам видеть вещи, которые не являются очевидными для других».
Это определенно правда, что работа физиков чрезвычайно разнообразна. В то время как многие студенты-физики проходят дальнейшее обучение для того, чтобы подготовить себя к исследовательской работе в сфере физики, многие также начинают строить карьеру в иных индустриях, включая бизнес, финансы, университетская среда и другие научные сферы. Даже средства массовой коммуникации является вариантом, если вы представляете себя в виде следующего Браина Кокса!
Вот некоторые направления, которые вы можете рассматривать:
Аэрокосмический инженер
Аэрокосмические или авиакосмические инженеры — это те люди, которые разрабатывают, обслуживают и тестируют такие объемные авиа разработки как самолет, спутник, космический корабль и даже оружейные системы. Аэрокосмические инженеры используют обширные знания научных и технологических принципов для построения и улучшения компонентов этих систем.
Работа в данном секторе будет заключаться в исследовании и анализе, и будет подробно рассматривать данные и статистику. К вашим обязанностям может относиться повышение безопасности и эффективности существующих разработок, контролирование веса и скорости и снижения затрат. Также возможен растущий акцент на снижение природного воздействия на эти системы. К области специализации относятся авионика, тяга, аэродинамика, системная интеграция, вещества и структура.
Астрофизик
Стать астрофизиком — мечта каждого ребенка, который любит космос. Обязанность астрофизика, согласно НАСА, заключается в «открытии того, каким образом работает вселенная, узнать как она зародилась и эволюционировала, а также поиск жизни на планетах вокруг других звезд». Но хотя, это до сих пор звучит также круто, как и раньше, стать астрофизиком очень сложно и трудно.
Карьеры астрофизика доступны в рамках государственных и межгосударственных космических агентствах (включая НАСА) и они будут заключаться в аэрокосмическом и космологическом анализе данных, концепте и контроле миссий и развитии аэрокосмических программ. Многие астрофизики тесно связаны с академическими исследованиями, работая с ведущими университетами, в то время как некоторые фокусируются на развитии технологий и систем в рамках меньших или межгосударственных компаниях. Другие карьеры астрофизиков возможны в сферах искусственного рассеивания, менеджмента, космической политики и законов.
Инженер-механик
В качестве инженера-механика вы будете специализироваться на развитии и конструировании компонентов и используемого оборудования в таких секторах как производство, транспорт, конструкции, вода, сила и здравоохранение. В зависимости от вашей индустрии и размера вашей компании, вы будете вовлечены во множество разных проектов. Вы можете заниматься исследованиями, соцопросами и оценкой, и/или занимать позицию в разработке, конструировании, сохранении и управлении различными проектами.
Работа физиков в рамках производства может заключаться в разработке помп и клапанов для поставки воды или создания турбин берегового ветра. Схожие возможности в здравоохранении также разнообразны, и могут заключаться в улучшении функциональности эндопротезов для людей или развитии более эффективного и долговечного медицинского оборудования.
Геофизик
Также известен как сейсмолог, суть геофизика заключается в изучении физических элементов Земли и сбора информации о землетрясениях и сейсмических волн, используя продвинутые технологии. К обязанностям будут относится отслеживание и контролирование данных по качеству перед переводом их в гидрокарбонные диаграммы и информационные модели. Работа для геофизиков всегда может быть найдена в рамках нефтяных компаний, консультационных фирм и в консультационных фирмах, работающих в области окружающей среды.
Медицинский физик
Медицинский физик применяет свои технические знания в медицинской практике для помощи при диагностики, лечении, предотвращении различных заболеваний, болезней и при нарушении здоровья. Это делается путем разработок, тестирования, эволюции специального медицинского оборудования и медицинских процедур. Сферы специализации для медицинских физиков включают в себя лазерные технологии, радиотерапию, ядерную медицину и контроль физиологических показателей. Медицинские физики часто устраиваются на работу в рамках общественных или частных медицинских центров, иностранных заводов по изготовлению медицинского оборудования, регуляторных органов, исследовательских организаций и университетов.
Техник-лаборант
Научный техник-лаборант работает над большим количеством лабораторных исследований с целью развития общественного знания в различных сферах биологии, химии, социологии и физических наук для продвижения современной медицины и науки. Эта должность включает в себя такие занятия как измерение, взятие образцов, тестирование, запись и анализ результатов, часто в составе группы. Техники-лаборанты особенно важны в период ранних стадий исследования и развития и являются часто нанимаемыми в рамках государственных органов, исследовательских организаций и индустриальных компаний исследования и развития.
Другие карьеры с физическим образованием
К альтернативным карьерам для выпускников физических специальностей относятся разработка програмного обеспечения, медицинские технологии, производство и средства коммуникации. Должности в сфере бизнеса и финансов также являются хорошим выбором для физиков-выпускников из-за высокого уровня количественного мышления и анализа данных, необходимых для изучения физики.
К другим специализированным должностям относятся журнализм, гляциология, береговая наука, архитектура, пиротехника, звуковая инженерия, солнечная и возобновляемая энергия, радарный и лазерный синтез и разработка компьютерных игр.