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物理学是一门试图理解自然规律和能量与物质之间关系的自然科学。物理领域是训练学生在任何他们可能自己发现问题的情况下采用逻辑，解决问题的方法。学习物理的学生探索科学的概念和方法，可以应用于许多不同的专业领域和研究课题。
物理学可以涉及一切的事物，从亚原子粒子到黑洞，以及宇宙的整体结构运动。也注重于物质，能量，时空（空间）三者各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学家会使用数学公式来解释他们的理论并做出预测。这是一门吸引了有史以来最杰出的一些人的科学，例如像，艾萨克·牛顿爵士、阿尔伯特·爱因斯坦和斯蒂芬·霍金等。
物理学也关注事物在更具体切实的层面上是如何工作的。物理学定律应用于工程、通讯、生物学和电子学等领域。激光和半导体等技术的发展源于物理学的开创性工作。
物理学家是通过研究物质和能量之间的关系来寻求理解物理宇宙的人。物理学家研究引力、电和磁力等作用力，以了解为什么从粒子到行星的一切物体都是这样运动的。如果没有物理学家的努力，我们就不会有x射线、激光、灯泡、微波、太阳能电池板、电视、飞机或电脑。物理学家的最终目标是阐明宇宙的运作。
1 、原子物理：研究高温等离子围观过程、原子分子团簇的结构、光谱和碰撞过程、激光与物质的相互作用、分子纳米等。
2 、生物物理学：属交叉学科，是运用物理学的理论、技术和方法，研究生命物质的物理性质、生命过程的物理和物理化学规律，以及物理因素对生物系统作用机制的科学。研究内容一般涉及量子生物物理、分子生物物理、细胞生物物理和复杂体系的生物物理几部分。
3 、凝聚态物理：研究凝聚态物质结构和组成粒子（如原子、离子、分子、电子等）之间相互作用与运动的规律，并阐述其性能和用途。是中国学生主要申请的专业方向之一。
4 、宇宙学：将宇宙作为一个整体来研究的科学统称为宇宙学。
5 、高能物理学：又称粒子物理学或基本粒子物理学，研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质，和在很高的能量下这些物质相互转化的现象，以及产生这些现象的原因和规律。
6 、计算物理学：计算机科学、计算数学与物理之间的新兴边缘学科，是公认的与理论物理、实验物理并列的物理学第三大支柱。
7 、天体物理和天文学：运用物理、数学、化学等方面的理论和方法研究宇宙中天体的起源、演化和死亡。一般分为实测天体物理和理论天体物理，前者指天体的观测方法和观测手段，观测结果的处理和分析等，后者是对观测结果进行物理解释，研究天体目标的物理、化学和运动特性。
1麻省理工学院Massachusetts Institute of Technology
1斯坦福大学Stanford University
3加州理工学院California Institute of Technology
3哈佛大学Harvard University
3普林斯顿大学Princeton University
3加州大学-伯克利University of California--Berkeley
7康奈尔大学Cornell University
7芝加哥大学University of Chicago
9伊利诺伊大学-厄巴纳-香槟University of Illinois--Urbana-Champaign
10哥伦比亚大学Columbia University
10加州大学-圣塔芭芭拉University of California--Santa Barbara
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