国科大本科生分享学习经验【物理篇①】

  • 文/ 张朔 本文转载自掌上果壳公众号 (党委宣传部/新闻中心)
  • 创建于 2020-03-08
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编者按:

  在抗击疫情的特殊时期,为了帮助同学们更好地利用网络学习,做好新学期以及未来的学习规划,国科大本科学生会发起了线上学习经验分享活动,陆续邀请不同专业同学分享学习心得和经验。以下为我们分享的是2016级物理专业本科生张朔。张朔于2016年从河南省郸城县第一高级中学考入国科大,就读物理专业。学业导师是中科院理论物理研究所高怡泓研究员。张朔曾多次参加数创杯数学建模、数学建模美赛、中青杯数学建模等比赛,均取得优异成绩。辅修数学学士学位,未来准备从事理论物理方面的研究。

 


2019年10月1日,张朔参加新中国成立70周年群众联欢

 

学好数学,这很重要 

  张朔引用力学课赵亚溥老师的话说,“先把数学学好很重要”,比如分析类和几何类的数学课程。在他看来,物理专业的同学们在大一时候的主要任务就是把数学基础打好。

  学习数学至少要牢固掌握课内知识,卓里奇所著的《数学分析》就是体系完整、值得细读几遍的优秀教材,而且这套书有些较为深入的章节恰好又是更深入的几何理论的启蒙。

  对于有一定数学基础的同学,张朔强烈推荐陈省身老师写的《微分几何讲义》。他特意强调,学到这些深层次内容的时候 一定要注意,微积分基础和线性代数基础要牢固,基础概念要清楚,否则有可能“迷失”在各种知识里。

  一个星期之后,同学们有了扎实的数学基础,熟练地掌握了微积分和线性代数知识,可以开始理论力学、电动力学和量子力学的学习,再加上一些概率论的知识,就可以学习热力学与统计物理,“轻轻松松”完成物理基础必修课“四大力学”的学习。

 

物理基础必修课

  在国科大,物理专业大一只有《力学》《热学》和《电磁学》三门通识课,张朔建议有志于做物理相关科研的同学可以选择稍微难一点的班级,例如赵亚溥老师的力学课。

  大二上学期,大家会开始初步接触实验以及第一门专业课——《理论力学》。张朔认为学完《理论力学》之后会对物理的认识提升一个档次,一定程度上抛弃之前高中对力学的分析方式。此外,稍难一些的光学班会提前接触数学物理方法。

  大二下学期,学习热力学与统计物理,其于学凝聚态物理和生物物理的重要性不言而喻。张朔还介绍了《原子物理》课。它是量子力学的先修课,也涉及到很多近代物理实验的原理以及高能物理与一点核物理知识,同时也是一门重要的“化学课”,例如其和结构化学同样涉及到光谱学。此外,数学物理方法也是日后计算物理基础和理论物理的基本功。

走向人生巅峰 

  这些基础必修课还对应更深层次的课程延伸,例如大三下学期的《固体物理学》就是《热力学与统计物理》的深入。《电动力学》会在大三上学期开课,它更像是数学物理方法的延续和实践,其最后的狭义相对论部分会引到广义相对论方向,进而涉及宇宙学和高能天体物理(如黑洞)。

  《量子力学》,在张朔看来,会使人对现代物理学的认识更上一个台阶。从凝聚态到高能物理到理论物理,量子力学都是最基本的研究对象和工具之一。

  以上物理课程,除了需要某些基础课程外,最需要的就是过硬的线性代数和微积分基础。至于各类的物理专业选修课,方向更为具体,为以后研究生的方向打下基础。张朔的选修课只有《广义相对论》《量子场论》和《高等量子力学》三门,但他还旁听了《宇宙学》等课程。他建议同学们多关注《中国科学院大学培养方案》里列出的课程名称和对应的课程网站上的简介,按照自己的喜好和方向选择相应的选修课程。

  此外,张朔还特别提到了《群论》。他认为这门课是物理学中要用到的代数知识的补充,偏理论方向的同学有必要掌握群论的知识。

 

你渴望力量吗?

  针对教材,“朔神”强烈推荐《朗道十卷》,只要用心读多读多问,一定会有不少收获。

  张朔说,其它课程的推荐书目老师一般会给出,都是各个领域内的经典。他还建议同学们阅读一些国外翻译过来的教材,建议有条件的同学阅读英文原著。

 

 

责任编辑:高塬