学习理论物理学之前要学习哪些科目?
学习数学和基础物理呗!
谢邀~
作为一个曾经有着梦想的理科生,请允许我列个单子哈哈哈:
【数学类】
高等代数,推荐蓝以中的《高等代数简明教程》
数学分析,推荐常庚哲的《数学分析教程》(如果足够牛逼,可以看看陶哲轩的《实分析》)
数学物理分析方法,推荐潘忠诚的《数学物理方法教程》
基本上,掌握了高代、数分这些知识以后,足够具备一般的理论物理学习工具了,后面的就是边学物理边学数学了hhh
【物理类】
普物(光、电、热、力、量),推荐David Morin的普物教科书系列。其他暂时不需要,属于“学了以后重新学,没学以后总会学”的范畴233333。
总之,学习理论物理学是要非常扎实的数学底子的,而且要有非常敏锐的物理直觉。当然,你也可以学了之后转专业(手动狗头),贵北贵清很多经管大牛以前都是搞数理的hhh。
理论物理学对人类的贡献?
这个范围太大了,个人能力有限,只能略举一二:
理论物理是科学界解释世界运行规律的总纲,完整并全面,更像哲学。
理论物理相当超前,几乎只能靠天才的大脑设定逻辑,然后大量精密的计算来平衡算式。只因实验与观测工具相对的落后,导致其对工作无甚帮助。
我们今天实验物理种种爆炸性新闻,历史性的发现,只是在验证并完善理论。例如,在标准粒子模型提出几十年后,希格斯白发苍苍,人们才撞出希格斯玻色子,证实标准模型的可靠。而最近沸沸扬扬引力波的发现,则只是爱因斯坦相对论其中一个算式的解析结果。
所以,理论物理指导着实验物理的观测方向,并且对解释未知现象提供帮助(还是以lhc举例,撞出特定能量的粒子时,可以在标准模型里找符合结果的答案)。
而在实际应用上,我们今天大多数的科技,从航天到医学,其基础都是理论物理推出的算式。例如Gps卫星原子钟,以相对论中关于时间的算式调教。地面建造靠牛顿。等等
以上
理论物理有哪些研究方向?
我想很多人的答案应该是支撑量子科学的理论,现在量子科学的有些实验结果,仅凭量子力学是无法解释的。但是如果实验结果是事实存在的情况下,对量子力学进行大力的发展应该是没有问题的,笔者只是谈这个观点,但没有资格回答这个问题。
量子科学所涉及的问题其实只有一点,那就是过去我们知道的情况是理论物理支撑了实验物理,但是在量子科学的相关实验里结果如果是事实存在的情况下,对量子力学进行必要的修改,是很有可能的。
主要研究方向
1、高温超导体机理、BEC理论及自旋电子学相关理论研究。
2、凝聚态理论;
3、原子分子物理、量子光学和量子信息理论;
4、统计物理和数学物理。
5、凝聚态物理理论、计算材料、纳米物理理论6、自旋电子学,Kondo效应。7、凝聚态理论、第一原理计算、材料物性的大规模量子模拟。8、玻色-爱因斯坦凝聚, 分子磁体, 表面物理,量子混沌。 凝聚态物理 主要研究方向 1、非常规超导电性机理,混合态特性和磁通动力学。(1)高温超导体输运性质,超导对称性和基态特性研究。(2)超导体单电子隧道谱和Andreev反射研究。(3)新型Mott绝缘体金属-绝缘基态相变和可能超导电性探索。(4)超导体磁通动力学和涡旋态相图研究。(5)新型超导体的合成方法、晶体结构和超导电性研究。2、高温超导体电子态和异质结物理性质研究(1)高温超导体和相关氧化物功能材料薄膜和异质结的生长的研究。(2)铁电体极化场对高温超导体输运性质和超导电性的影响的研究。(3)高温超导体和超大磁电阻材料异质结界面自旋极化电子隧道效应的研究。(4)强关联电子体系远红外物性的研究。3、新型超导材料和机制探索(1)铜氧化合物超导机理的实验研究(2)探索电子—激子相互作用超导体的可能性(3)高温超导单晶的红外浮区法制备与物理性质研究4、氧化物超导和新型功能薄膜的物理及应用研究(1)超导/介电异质薄膜的制备及物性应用研究(2)超导及氧化物薄膜生长和实时RHEED观察(3)超导量子器件的研究和应用(4)用于超导微波器件的大面积超导薄膜的研制5、超导体微波电动力学性质,超导微波器件及应用。
6、原子尺度上表面纳米结构的形成机理及其输运性质(1)表面生长的动力学理论;(2)表面吸附小系统(生物分子,水和金属团簇)原子和电子结构的第一性原理计算;(3)低维体系的电子结构和量子输运特性 (如自旋调控、新型量子尺寸效应等)。.
7、III-V族化合物半导体材料及其低维量子结构制备和新型器件探索(1)宽禁带化合物(In/Ga/AlN,ZnMgO)半导体及其低维量子结构生长、物性、微结构以及相互关系的研究,宽禁带化合物半导体新型微电子、光电子器件探索;(2)砷化镓基、磷化铟基新型低维异质结材料的设计、生长、物性研究及其新型微电子/光电子器件探索;(3)SiGe/Si应变层异质结材料的制备及物性研究。
8、新颖能源和电子材料薄膜生长、物性和器件物理(1)纳米太阳能转换材料制备和器件研制;(2)纳米金刚石薄膜、碳氮纳米管/硼碳氮纳米管的CVD、PVD制备和场发射及发光性质研究;(3)负电亲和势材料的探索与应用研究;(4)纳米硅基发光材料的制备与物性研究;(5)有序氧化物薄膜制备和催化性质。
9、低维纳米结构的控制生长与量子效应(1)极低温强磁场双探针扫描隧道显微学和自旋极化扫描隧道显微学;(2)半导体/金属量子点/线的外延生长和原子尺度控制;(3)低维纳米结构的输运和量子效应;(4)半导体自旋电子学和量子计算;(5)生物、有机分子自组装现象、单分子化学反应和纳米催化。
10、生物分子界面、激发态及动力学过程的理论研究(1)生物分子体系内部以及生物分子-固体界面(主要包括氧化物表面、模拟的细胞表面和离子通道结构)的相互作用的第一原理计算和经典分子动力学模拟;(2)界面的几何结构、电子结构、输运性质及对生物特性的影响;(3)纳米结构的低能激发态、光吸收谱、电子的激发、