墨尔本大学物理课程都学些什么?

物理学专业将为学生在研究和开发、教育和商业等领域的广泛职业发展提供坚实的基础。毕业生将深入了解物理世界，培养分析、解决问题和批判性思维的技能，使他们能够适应研究、教学和管理中的各种任务。

本专业将主要整合物理和数学知识，为学生提供必要的工具，让他们能够批判性地思考周围的世界及其运作方式。学生应培养一系列理论和实验技能，使他们能够在广泛的工作环境中进行批判性评估、解决问题和开发新概念。本文将介绍物理学额课程的学习内容，如果你对此有其他疑问，欢迎你点击蓝字咨询海马课堂7*24H在线客服。

第一学年

1.物理学 1 (PHYC10003)

本课程专为具有扎实物理学背景的学生设计，旨在帮助学生深入了解广泛的物理学原理。

主题包括：

力学：描述和解释平移和旋转运动，例如在人类和动物运动和运输的背景下(牛顿运动定律，包括平移和旋转;能量传递和转换;动量和冲量;简谐运动，平衡)。

波和声音：水波;地震波;声音的产生和检测，例如乐器、听觉;超声波(反射和折射、叠加、共振、能量传输、吸收、多普勒效应)。

光学：光学成像、传感器和光学仪器、人类视觉、晶体学(色散、透镜和镜子、干涉、衍射、偏振)。

引力：失重、行星和卫星轨道、逃逸速度(万有引力、开普勒定律)。

狭义相对论：粒子加速器、“孪生佯谬”(爱因斯坦对牛顿物理学的修正、时间和空间的相对论、质量和能量的等价性)。

2.微积分 2 (MAST10006)

本课程将扩展学校所学的微积分知识。学生将学习双曲函数及其逆函数、复指数和二元函数。微分和积分技术将扩展到这些情况。学生将接触更广泛的一阶和二阶微分方程模型，以描述诸如人口模型、电路和机械振荡器等系统。本课程还介绍了序列和级数，包括收敛和发散的概念。

微积分主题包括：一元函数极限和连续性的直观概念、序列、级数、双曲函数及其逆函数、水平曲线、偏导数、偏导数的链式法则、方向导数、切平面和多变量函数的极值。

复指数主题包括：定义、导数、积分和应用。积分主题包括：积分技术和双重积分。

常微分方程主题包括：一阶(可分离、通过积分因子线性)及其应用、二阶常数系数(特定解、互补函数)及其应用。

3.今日科学，明日世界(SCIE10005)

在本课题中，我们采用跨学科的方法来研究如何利用当今的科学来创造明天的世界，以解决未来可能出现的最重大挑战：气候变化和环境可持续性。

自然科学(物理学、化学、生物学、地质学)为我们关于能源、材料、生命系统、地球和宇宙的决策提供信息。形式科学(数学和信息技术)使我们能够开发环境的定量模型。应用科学(工程学、农业)开发更高效的能源使用方式和适应不断增长的人口的新方法。社会科学(心理学、社会学)提供工具来了解人们如何相互影响以及他们与环境如何互动。

4.物理学 2：物理科学与技术(PHYC10004)

本课程面向具有扎实物理学背景、主要对物理学在物理科学、技术或工程系统中的应用感兴趣的学生。物理学 2：物理科学与技术将微积分技术引入到所介绍的一系列原理和应用的研究中。主题包括：

流体：水压和气压、呼吸、水力学、飞行(流体压力、浮力、流体流动、粘度、表面张力)。

电和磁：电气设备、雷电、家用电器和电气安全、电动机、发电和输电、地球磁场、粒子加速器、通信(电荷和场、导体和绝缘体、电势、电容、电阻、电路、磁场、法拉第感应定律、麦克斯韦方程、电磁波)。量子和

原子物理学：光谱学、激光(光子、黑体辐射、物质波、原子量子化、光与物质的相互作用、X射线)。

核物理和辐射：核能、辐射安全、恒星中原子的形成、碳测年(原子核、放射性衰变、半衰期、电离辐射、核裂变和核聚变)。

6.线性代数(MAST10007)

本课程为科学和技术所需的现代数学关键领域打下坚实的基础。它发展了向量、矩阵和线性代数方法的概念。学生应该培养使用线性代数方法的能力，并理解数学证明。这里的材料很少在学校见过，所需的理解水平代表了以前学习的进步。线性方程组、矩阵和行列式;实 n 空间中的向量、叉积、标量三重积、直线和平面;向量空间、线性独立性、基、维度;线性变换、特征值、特征向量;内积、最小二乘估计、对称和正交矩阵。

第二学年

1.量子与热物理学(PHYC20012)

本课程概述了热物理学和经典力学的基础，并阐述了量子力学的基本原理。

热物理学的主题包括气体动力学理论、经典热力学定律、温度、功、热、化学热力学和化学势、热机、制冷机、吉布斯和亥姆霍兹自由能以及相变。

经典力学的主题包括对牛顿定律、最小作用量原理、拉格朗日方程、汉密尔顿方程和勒让德变换的回顾。这些原理将通过应用于简谐振子来说明。量子物理学的主题包括经典物理学的不足之处、物质波和量子行为、一维量子系统、期望值、可观测量、算子、量子隧穿以及三维系统的量化。

2.实验室和计算物理 2(PHYC20013)

本课程向学生介绍如何使用计算技术研究物理问题，培养学生在光学、声学、电磁学、经典核物理和量子物理等领域的实验物理技能。学生将培养编程技能，并学习物理研究中常用的一系列数值方法。

3.向量微积分(MAST20009)

本课程研究多元函数和向量微积分的基本概念。它开发了偏导数和向量微分算子的运算。梯度向量用于获得多元函数的约束极值。通过各种积分定理来评估和关联线、表面和体积积分。还使用曲线坐标研究了向量微分算子。多变量函数主题包括极限、连续性、可微性、链式法则、雅可比矩阵、泰勒多项式和拉格朗日乘数。矢量微积分主题包括矢量场、流线、曲率、扭转、梯度、散度、旋度和拉普拉斯算子。路径和表面积分主题包括线、表面和体积积分;变量变换;应用包括平均值、惯性矩、质心;格林定理、平面散度定理、高斯散度定理、斯托克斯定理;以及曲线坐标。

4.狭义相对论和电磁学(PHYC20015)

本课程介绍爱因斯坦的狭义相对论原理，并阐述电磁学的基本原理和微分形式的麦克斯韦方程。

狭义相对论主题包括狭义相对论的基础、时空不变性、同时性和闵可夫斯基图、相对论运动学、多普勒效应、相对论动力学和核反应。

电磁学主题包括电场(例如积分和微分形式的高斯定律、标量势和梯度、泊松和拉普拉斯方程)、磁场(例如积分和微分形式的安培定律)、真空中的麦克斯韦方程(积分和微分形式)、物质中的麦克斯韦方程(极化、电位移、磁矢势)、时变电场和磁场(一般形式的麦克斯韦方程、E 和 B 的波动方程、平面电磁波、坡印廷矢量)。本课程以洛伦兹力定律的相对论表述结束。

5.理论物理学2(PHYC20014)

介绍了傅​​里叶级数和傅里叶变换作为表示和分析物理意义函数的方法。

傅里叶理论的数学原理是在傅里叶光学、衍射理论、量子力学和信号处理的物理背景下发展起来的。然后在自然对称性、守恒定律、汉密尔顿方程和运动方程积分的背景下讨论经典牛顿力学和拉格朗日力学的公式。这些原理应用于物理和机械系统的描述，并包括对旋转和振荡运动、机械稳定性、碰撞、散射、扩散和连续力学的详细讨论。

本课程的重点是开发解决涉及广泛物理系统问题的技术，包括制定适当的数学和计算模型以及确定近似解和极限情况。特别强调开发具有广泛适用性的技术。这些基本原理的说明性示例将从经典力学和量子力学、电磁学和光学、电子学、地球物理学、天体物理学、物理化学和物理生物科学中选取。

第三学年

1.量子物理学(PHYC30018)

量子力学在我们理解基本现象(主要是微观领域)方面发挥着核心作用。它为理解原子、分子、凝聚态、核和粒子物理学奠定了基础。

2.实验室和计算物理 3(PHYC30021)

该课程提供一系列模块中的项目，可提供实验室技术和计算方法方面的经验;相对权重在模块描述中注明。学生必须选择四个项目，总权重至少为 25% 的计算物理和 25% 的实验室物理。

实验室项目包括核物理、粒子物理、衍射、电子学、原子物理、光学物理和天文学。计算项目旨在培养编程技能并介绍一系列物理学研究中常用的数值方法，研究将基于物理学中的模型问题;这些可能包括电子结构理论、分子振动、恒星结构、量子自旋系统、大规模磁系统和点质量引力透镜。可能会提供一些将实验室和计算工作合并在一起且权重大致相等的项目。

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