Gibt es einen großen Unterschied zwischen theoretischen und angewandten Physikkursen am College?


Antwort 1:

Es ist mein erstes Mal, dass ich eine Antwort auf Quora zu einem relativ ernsteren Thema schreibe.

Als Student, der derzeit ein Hauptfach in angewandter Physik an einer Graduiertenschule hat und Physik am College studiert hat, könnte meine Antwort hilfreich sein.

Eine Methode zur Kategorisierung von Physik oder Physikern basiert auf ihrem Ansatz. Wenn Sie sich theoretische Physiker als eine Gruppe von Menschen vorstellen, die mit ihren Händen an Bord und auf Papier Gleichungen ableiten, können Sie sich vorstellen, dass die übrige Gruppe von Physikern in zwei Kategorien fällt: rechnerisch und experimentell. Computerphysiker führen numerische Simulationen an physikalischen Systemen durch, während experimentelle Physiker ihr experimentelles Objekt konstruieren, synthetisieren, vergrößern und seine Eigenschaften messen. Es gibt jedoch Ausnahmen: In der Hochenergiephysik analysieren Experimentatoren mehr Daten mit C ++ und Ingenieure bauen diese Beschleuniger tatsächlich für sie.

Im Gegensatz dazu betrifft eine andere Art der Kategorisierung der Physik hauptsächlich das zu untersuchende System. Basierend auf diesem Kriterium kann die Physik unterteilt werden in (von Niedrigenergie zu Hochenergie): Festkörperphysik, Atomphysik, Optik, Kernphysik, Hochenergiephysik, Kosmologie. Diese Liste ist möglicherweise nicht vollständig oder sogar falsch. Aber der Punkt ist, je höher die Energie ist, desto grundlegender (oder weniger angewendet) wird das Teilfeld betrachtet. Das ist der Grund, warum Professoren aus der Physik der kondensierten Materie an Universitäten häufig mit Professoren aus den Bereichen Materialwissenschaften und Elektrotechnik zusammentreffen und zusammenarbeiten.

Kommen wir nun zu Ihrer Frage: Die Kurse für verschiedene Arten von Physikern.

Das College bereitet normalerweise einen Studenten mit allgemeinen Kenntnissen vor, so dass er / sie nach dem Eintritt in die Graduiertenschule in der Lage ist, ein bestimmtes Fach für das Studium auszuwählen. Es gibt mehrere Klassen, die jeder Physiker lernen sollte: ein angemessenes Maß an Mathematik, grundlegende Programmierung, allgemeine Physik, klassische Mechanik, statistische Mechanik, Elektrodynamik und Quantenmechanik. Diese Kursarbeiten werden in der Regel in Ihrem College oder manchmal zu Beginn Ihrer Graduiertenschule durchgeführt. Unterschiede ergeben sich nur dann, wenn Sie sich entscheiden, in welchem ​​Teilbereich Sie forschen möchten und welchen Ansatz Sie wählen möchten - theoretisch, experimentell und rechnerisch. Beispielsweise müssen Hochenergiephysiker (oder Doktoranden) Quantenfeldtheorie und Lie-Algebra lernen, während Physiker der kondensierten Materie Festkörperphysik und Vielkörperphysik belegen müssen. Experimentalisten erhalten eine Laborschulung von ihren älteren Kollegen, während Theoretiker wahrscheinlich fortgeschrittenere Mathematik lernen werden.

Um Ihre Fragen direkt zu beantworten, wird der Studienplan sehr ähnlich sein. Nachdem die Menschen in der Graduiertenschule verschiedene spezifische Themen gewählt haben, beginnen sie, sehr unterschiedliche Klassen zu haben.

Ich hoffe, das hilft.


Antwort 2:

Ich bin Philosophiestudent, kann also hier eine andere, etwas umständlich entfernte Perspektive einnehmen und mich mehr auf grundlegende Definitionen konzentrieren. Meine Erklärung gilt (wahrscheinlich) nicht nur für die Physik oder die Naturwissenschaften, sondern für alles, was einige Phänomene modelliert und zu erklären versucht (fast alle akademischen Bemühungen mit unterschiedlichem Grad an Genauigkeit).

Theoretisch - Alles, ob Wissenschaft oder Soziologie, ist etwas, das Erklärungsmodelle für Dinge aufbaut. Normalerweise (aber nicht notwendigerweise) weisen diese Modelle einige starke Annahmen auf und zeigen mögliche Ergebnisse in Bezug auf Hypothesen auf, die wiederum in ihrem Umfang und ihrer Anwendung sehr allgemein und breit sind. Sie reduzieren multiple Phänomene auf einheitliche Erklärungen. Der Vorbehalt all dies kann oder kann nicht in der realen Welt gelten. Warum? Da es immer Bedingungen oder andere Variablen (Faktoren) geben kann, haben wir diese nicht berücksichtigt. In der Nyaya-Philosophie nennen wir dies Upadhi, das jede induktive (umstrittene) inferentielle Beziehung untergräbt, die das ist, was ein Modell ist.

Angewandt - Dies ist das letzte Wort zum theoretischen Teil (es sei denn, die Experimente selbst sind fehlerhaft), ob das Modell in der realen Welt gültig ist oder nicht. Beschreibt es die Beziehung zwischen verschiedenen Variablen richtig? Wenn ja, in welchem ​​Umfang? Wenn nein, warum?

Ingenieurwesen - Alles, was konstruiert wird, ist etwas, das erfunden oder gebaut wurde (von Latin Ingenium). Wie der Name schon sagt, baut man also etwas. Aber was? Etwas, das es Ihnen ermöglicht, die Kontrolle über die Variablen zu haben, um auf der Grundlage theoretischer und angewandter Eingaben eine bestimmte Art von Ergebnis zu erzielen. Wenn Sie also ein Gerät konstruieren, manipulieren Sie im Grunde genommen Variablen, um eine bestimmte Art von Ergebnis zu erzielen. Wie unterscheidet es sich von angewendet? Applied baut nichts auf, es sieht nur, ob die Theorie gut funktioniert oder nicht. Es bietet einen Auswertungsmechanismus, mit dem Sie es (die Theorie) in bestimmte Anwendungen einfügen, die auf der Manipulation von Variablen basieren. Das ist Engineering.

Beispiel (aus einer sozialwissenschaftlichen Volkswirtschaftslehre)

Theorie - Die Nachfrage nach einem Gut hängt negativ von seinem Preis ab. Mehr Preis, weniger Nachfrage und umgekehrt.

Angewandt - Sie beobachten zum Beispiel den Kohlmarkt. Wenn sie teuer werden, kaufen die Leute weniger. Die Theorie funktioniert!

Technik - Wenn die Zigarettenpreise irgendwie steigen, kaufen die Leute weniger. Sie schaffen ein soziales Instrument, um die Preise zu erhöhen (z. B. Steuern), und die Nachfrage sinkt. (Öffentliche Politik ist im Grunde Social Engineering).

Ich hoffe, das hilft!