معرفی گرایش های مختلف فیزیک

رشته فیزیک در حد لیسانس عبارت است از فیزیک دبیرستانی به اضافه فیزیک قرن بیستم . از سوی دیگر می‌توان گفت که فیزیک در حد لیسانس مفاهیم فیزیکی دبیرستانی را عمیق‌تر کرده و طرز برخورد با مسائل فیزیکی را آموزش می‌دهد».

دکتر پروین نیز می‌گوید: «فیزیک دانشگاهی بر پایه کتاب فیزیک هالیدی و برخی کتب دیگر که به زمینه‌های فیزیک مدرن می‌پردازد، قرار گرفته است یعنی به نظر من اگر کسی مطالبی را که در فیزیک هالیدی نوشته شده است به درستی بفهمد باید به او لیسانس فیزیکش را بدهند».



گرایش‌های مقطع لیسانس


رشته فیزیک در دوره کارشناسی دارای 5 گرایش اتمی مولکولی ، هسته‌ای ، حالت جامد ، هواشناسی و نجوم است (البته فیزیک دارای گرایش دبیری نیز هست که ما در اینجا به بررسی آن نمی‌پردازیم چرا که گرایش دبیری به عنوان یک گرایش تخصصی در علم فیزیک مطرح نمی‌باشد) که تعداد واحدهای تخصصی هر یک از این گرایش‌ها در دوره کارشناسی بسیار محدود است و به همین دلیل گرایش‌های فوق در این دوره تفاوت محسوسی با یکدیگر ندارند.

برای اطلاع هرچه بیشتر به معرفی اجمالی هر یک از گرایشهای این دوره می‌پردازیم.

فیزیک ماده چگال (فیزیک حالت جامد):

گرایش حالت جامد مطالعه ی سیستم های بس ذر ه ای٬ مخصوصاً جامدات و دانش مربوط به بررسی کریستال ها و ویژگی های فیزیکی آنهاست. این گرایش به بررسی خواص اپتیکی، مکانیکی، الکتریکی و صوتی بلورهای جامد می پردازد که این بررسی به شناخت پدیده های مختلفی مانند: ابررسانایی، نیم رسانایی، پخش و انتقال گرما در بلور و ... منجر می گردد.خواصی مانند انبساط و انقباض، رسانایی، ظرفیت گرمایی، هدایت الکتریکی و ... که به مواد مختلف نسبت می دهیم، در فیزیک ماده چگال قابل بررسی است. شاخه نسبتاً جدیدتری از فیزیک ماده چگال که به فیزیک ماده چگال نرم مشهور شده است به بررسی سیستم هایی که نمی توان از برهم کنش بین اجزاء آن صرفنظر کرد می پردازد. این گونه سیستم ها ساختار منظم و بلوری ندارند. شاید مهم ترین مثالشان مایعات باشند.

اتمی – مولکولی (و گرایش های مرتبطش یعنی اپتیک و لیزر):

در این گرایش به بررسی اتم ها و مولکول ها و خواص مختلف آنها مانند طیف های اتمی و مولکولی در شرایط مختلف، بررسی خواص اپتیکی مواد، انواع لیزر و کاربرد های آن و مسایلی از این دست می پردازد.این رشته بنا به موقعیتی که در ایران پیدا کرده است از پرطرفدارترین رشته ها بعد از فیزیک حالت جامد است. این رشته ی کاربردی، هم از نظر تئوری و هم تجربی دارای اهمیت می باشد و با توجه به امکانات وسیعی که وجود دارد امکان مطالعه و تحقیق در این گرایش بسیار مناسب است. بنابر ارتباط تنگاتنگ این رشته با گرایش اپتیک و لیزر می توان اپتیک و لیزر را در قالب این رشته نام برد، اما در حال حاضر گرایش اپتیک و لیزر در زمینه های متفاوت تر و کامل تری نسبت به گرایش اتمی در زمینه ی خواص اپتیکی مواد در حال گسترش می باشند

فیزیک هسته ای:

همانطور که از نام فیزیک هسته ای بر می آید، در این گرایش هسته اتم ها، مورد مطالعه قرار می گیرد. این رشته به بررسی برهمکنش های درون هسته و ساختار هسته پرداخته و مسائل مرتبط با واکنش های هسته ای را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد. در این گرایش می توان مطالعات خود را به صورت تجربی یا تئوری دنبال کرد که در حال حاضر در کشور ما در هر دو زمینه می توان به ادامه تحصیل پرداخت. 

فیزیک ذر ات بنیادی:

همانطور که می دانیم ذرات بیشماری مانند الکترون ها و پروتون ها و نوترون ها٬ جهان اطراف ما را تشکیل داده است. اما باید بدانیم که علاوه بر این ذرات، ذرات بی شمار دیگری هم در جهان وجود دارد که عموماً در آزمایشگاه های پیشرفته قابل شناسایی هستند. به عموم این ذرات، ذرات بنیادی گفته می شود.فیزیک ذرات بنیادی علمی است که در آن باید به دنبال برهم کنش بین ذرات مختلف و نتایج حاصل از این برهمکنش ها بود. در واقع بیشترین خدمت در این علم متوجه آزمایشگاه های تحقیقاتی است که در این زمینه مشغول به فعالیت می باشند. اما توجیه نتایج آزمایشگاهی و وجود چنین ذراتی در عالم، به عهده ی محققان فعال در زمینه ی تئوری این دانش است.

اخترفیزیک:

اخترفیزیک به ویژگی های فیزیکی ستارگان، فیزیک ستارگان، فضای میان ستار ه ای، تولد و مرگ اجرام فضایی می پردازد. اختر فیزیک شامل دو قسمت می باشد: 

کیهان شناسی: 

کیهان شناسی به مطالعه تکوین و تکامل کیهان می پردازد. کیهان شناسی دانش بررسی ساختار کلان و تاریخ کیهان است. این دانش به ویژه به جستارهای مربوط به خاستگاه جهان می پردازد. 

اختر شناسی: 

اخترشناسی، ستاره شناسی، یا نجوم بخشی از دانش فیزیک است که به بررسی دربارهٔ رویدادهای بیرون از کرهٔ زمین و جو آن می پردازد. این دانش به مطالعهٔ خاستگاه، تکامل، و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی پیکره هایی که در آسمان رصد می شوند پرداخته و فرآیندهایی که با آنها پیوند دارند را مورد بررسی قرار می دهد.دانش های مرتبط با اخترشناسی: نجوم رصدی، اختر زیست شناسی، کیهان شناسی، اخترشناسی کهکشانی، اخترشناسی فراکهکشانی (دانش بررسی کهکشان های در بیرون از کهکشانِ ما) و ... می باشد.

فیزیک پزشکی: 

فیزیک پزشکی به معنی کاربرد فیزیک در حرفه ی پزشکی است، مانند رادیوگرافی، سونوگرافی، بینایی سنجی و غیره. فیزیک پزشکی درباره فیزیک حیات بشر بحث می کند. مانند گردش خون، آناتومی گوش، آناتومی چشم و غیره. از طرفی بکارگیری اصول و قوانین این گروههای علمی در طرح ریزی و یا ساختن یک سیستم، به ترتیب مهندسی پزشکی و بیومهندسی نامیده می شود. متخصصین این رشته اغلب با دستگاههای پرتوزایی(Radiotherapy) و یا با سیستمهای تصویر برداری(Diagnostic Imaging) مطالعه و سرو کار دارند. این رشته با رشته هایی نظیر رادیولوژی، مهندسی پزشکی و بیو فیزیک پیوندهای نزدیکی دارد.

نانو فیزیک و فناوری نانو: 

فناوری نانو واژه ای است کلی که به تمام فناوری های پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق می شود. معمولاً منظور از مقیاس نانو ابعادی در حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر می باشد. ( 1 نانومتر یک میلیاردیم متر است). نانو فیزیک وظیفه پشتیبانی علمی از تمام تکنولوژی های مرتبط با نانو را در حوزه فیزیک دارد.در دسته بندی علوم نانو، همچنان مسایل حل نشدهٔ زیادی وجود دارد. شاخه های زیر اساس نانو تکنولوژی را تشکیل می دهند:نانو روکش ها، نانو مواد (شامل نانو پودرها، نانو لوله ها، نانو کامپوزیتها)، مهندسی مولکولی و موتورهای مولکولی (نانو ماشین ها) ، نانو الکترونیک (شامل نانو سنسورها و نانو ترانزیستورها)

فوتونیک: 

این گرایش از فیزیک که به صورتی کاملاً مجزا در حال رشد و تکامل است، ارتباط تنگاتنگی با رشته های الکترونیک، مخابرات و فیزیک پیداکرده است. اساس کار در این رشته انتقال اطلاعات و پردازش آنها به وسیله ی فوتون ها (کوانتای نور) می باشد٬ که در حال حاضر بیشتر این کار بوسیله ی الکترون ها انجام می گیرد. رشته ی فوتونیک تلاش های فراوان برای ایجاد روش های نوین در تولید انواع مدارهای مجتمع بوسیله ی فناوری نوری و استفاده از فیبرهای نوری برای انتقال اطلاعات و مسائل مرتبط با آن می باشد. 

فیزیک هواشناسی: 

همان طور که از نام این رشته نیز بر می آید، فیزیک هواشناسی به بررسی رفتارهای حاکم بر پدیده های جوی و مختصه های مرتبط با آن پرداخته و با توجه به شرایط جوی و داده های اطلاعاتی دوره های مختلف، به پیش بینی وضع هوا و وضع جو در دوره های کوتاه مدت و بلند مدت می پردازد. 

ژئوفیزیک:

ژئوفیزیک یا فیزیک زمین به بررسی ساختارهای زمین شناختی و بررسی فرآیندهای مختلفی که درون زمین در حال شکل گیری است پرداخته و به بررسی واقعیت های فیزیکی مرتبط با شکل گیری و تکامل زمین می پردازد. اصولاً این رشته بر خلاف رشته زمین شناسی به ساختار پوسته زمین توجه کمتری داشته و بیشتر به فعل و انفعالاتی که در اعماق زمین و در هسته مرکزی زمین روی می دهد توجه نشان می دهد و تأثیر آن را در ادامه حیات کره زمین و حیات بشر مورد مطالعه قرار می دهد. 

فیزیک دریا: 

در این رشته نیز بر اساس دینامیک سیالات و شرایط حاکم بر اقیانوس ها و دریاها به بررسی تغییر و تحولات مرتبط با آبها پرداخته می شود. این رشته ارتباط بسیار زیادی با رشته های هواشناسی و ژئوفیزیک دارد. چون مطالعه بر روی دریا به علت ارتباط آن با جو و پوسته ی زمین، به داده ها و اطلاعات مرتبط با این دو رشته نیاز فراوانی دارد.

منبع:انجمن فیزیک دانشگاه جهرم                                

                       آینده شغلی ، بازار کار، درآمد

امروزه اگر کشوری بخواهد پیشرفت کند باید پژوهش کند و چیزهای جدیدی بسازد. اگر بخواهد پژوهش کند باید به آزمایشگاهها برود و اگر بخواهد در آزمایشگاهها کار کند،‌ احتیاج به تیم علمی دارد و در یک تیم علمی نیز همیشه متخصصان شاخه‌های مختلف فیزیک حضور دارند چون هر کاری که بخواهیم انجام بدهیم باید بنیان فیزیکی داشته باشد.

دکتر پروین در ادامه می گوید: «برای مثال اگر بخواهیم یک دستگاه الکتریکی بسازیم اول باید بدانیم چه قوانین فیزیکی بر آن حاکم است و بعد از شناخت آن قوانین، می‌توان دستگاه مورد نظر را با استفاده از فن و هنر ساخت.

«اگر کسی فیزیک را خوب خوانده باشد در سازمانهای مختلف کشور از قبیل صداوسیما، برنامه و بودجه، مخابرات و همچنین در صنایع مختلف مفید واقع شده و موفق می‌گردد. چون دانشجویان فیزیک مطلب مختلفی از قبیل الکتریسیته و مکانیک می‌خوانند و در زمینه‌های مختلف دید وسیعی پیدا می‌کنند.»

آقای صحبت‌زاده دانشجوی دکتری فیزیک دانشگاه شهید بهشتی در مورد موقعیت‌های شغلی فارغ‌التحصیلان فیزیک می‌گوید: «فارغ‌التحصیلان این رشته در حد کارشناسی می‌توانند در صنعت مخابرات و ارتباطات ، نیروگاههای هسته‌ای ، مراکز تولید قطعات غیرهادی و سلول‌های خورشیدی، صنایع تولید و نگهداری لیزر در صنعت، پزشکی و نظامی و سازمان انرژی اتمی فعالیت کنند.»

داریوش شیرازی فارغ‌التحصیل این رشته نیز می‌گوید: «اگر کسی به امید به دست آوردن یک موقعیت شغلی مناسب، واردرشته فیزیک بشود، باید بداند که در انتها فقط یک مدرک لیسانس به دست خواهد آورد. برای این که رشته‌های علوم پایه و از جمله فیزیک در جامعه ما موقعیت کاری مناسبی ندارند و در نهایت اگر شانس داشته باشند جذب کلاسهای تقویتی و خصوصی می‌شوند.»

البته این در مورد دانشجویانی صدق می‌کند که رشته فیزیک انتخاب چهل یا سی به بعد آنها بوده است و در واقع به امید این که فقط در دانشگاه پذیرفته شوند این رشته را انتخاب کرده‌اند وگرنه دانشجویانی که با علاقه و دقت و تامل بسیار این رشته را انتخاب کرده‌اند حتی به صورت خصوصی نیز در این رشته فعالیت می‌کند. برای مثال یکی از فارغ‌التحصیلان این رشته کارگاهی برای ساخت وسایل اپتیکی دایر کرده است و یا تعدادی از فارغ‌التحصیلان با شرکت ایران خودرو برای بعضی از پروژه‌های این شرکت قرارداد بسته‌اند چون دانشجویان این رشته یاد می‌گیرند با مسائلی که در پیش رویشان قرار می‌گیرد براحتی برخورد کرده و مدل‌ ساده‌ای برای حل مسائل ارائه بدهند. 

توانایی‌های مورد نیاز و قابل توصیه:

اسماعیلیان دانشجوی دکتری فیزیک هسته‌ای دانشگاه شهید بهشتی می‌گوید: «فیزیک منهای ریاضی یعنی صفر به همین دلیل دانشجویان این رشته باید از نظر ریاضیات در سطح بسیار بالایی باشند.»

سامان مقیمی عراقی نیز معتقد است که دانشجوی این رشته باید به فیزیک علاقه‌مند باشد به این معنی که از آنچه یاد گرفته است بتواند در زندگی روزمره خویش استفاده کند.

برای مثال با توجه به معلومات فیزیک دبیرستانی خود بررسی کند که آبی که از شیر آب می‌ریزد چرا به تدریج باریک می‌شود و سطح مقطع آن در این هنگام به چه حدی می‌رسد؟

بی‌شک عواملی که باعث شد نیوتن با افتادن سیب پی به قانون جاذبه ببرد، کنجکاوی مفرط، صبر و بردباری، مطالعه و آزمایش‌های مستمر و قدرت تحلیلی همراه با تفکر فراوان بود که با مشاهده پدیده‌های تکراری و عادی زندگی روزمره قوانینی را کشف کرد.

دکتر منیژه رهبر در این باره می‌گوید: «برخلاف رشته‌های مهندسی که با اتفاقات علمی کار دارند در رشته‌های علوم پایه از جمله فیزیک به چگونگی پیش‌آمدهای علمی توجه می‌کنند و در واقع به دنبال یافتن دلایل و چرایی هر پدیده یا اتفاق هستند و به همین دلیل بچه‌هایی که مستعد،‌ باهوش و کنجکاو هستند، می‌توانند در این رشته موفق گردند.

اما متاسفانه چون در دبیرستان فیزیک بخوبی آموزش داده نمی‌شود و دانش‌آموزان تنها به حفظ فرمول‌ها می‌پردازند، نمی‌توانند بین آنچه خوانده‌اند و آنچه در دنیای خارج وجود دارد، ارتباط برقرار کنند و در نتیجه کنجکاوی آنها تحریک نمی‌شود و تعداد اندکی از دانش‌آموزان با استعداد به رشته فیزیک علاقه‌مند شده و این رشته را انتخاب می‌کنند.»

مهم این است که دانشجوی فیزیک از آنچه در اطرافش اتفاق می‌افتد به راحتی نگذرد. 

نکات تکمیلی

دکتر هادی دویلو استاد مهندسی هسته‌ای دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر می‌گوید: «بیشتر واحدهای درسی دانشجویان گرایش‌های مختلف رشته فیزیک، در دوره لیسانس مشترک چرا که دانشجویان فیزیک تنها در سال آخر تحصیلی اقدام به انتخاب گرایش خود می‌کنند و هر گرایش نیز تنها 9 واحد تخصصی یعنی سه درس تدریس می‌شود و به همین دلیل نمی‌توان بین یک لیسانس گرایش فیزیک حالت جامد یا هسته ‌ای و یا سایر گرایشهای تفاوتی قائل شد یعنی یک لیسانس فیزیک در هیچ‌یک از گرایشها متخصص نمی‌شود».

دکتر عراقی استاد فیزیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر با تاکید بر همین امر می‌گوید: «هر دانشجوی فیزیک در دوره کارشناسی باید 130 واحد بگذراند که دروس تخصصی هر یک از گرایشها فقط 9 واحد از این 130 واحد است و بدون شک 9 واحد نمی‌تواند تغییری در دیدگاه دانشجویان ایجاد کند و هر دانشجو فقط شناختی جزئی نسبت به گرایش مورد نظر خود پیدا می‌کند. تازه، گاه همین 9 واحد نیز به گونه‌ای مشترک اما در دروسی مختلف در هر یک از گرایشها تدریس می‌شود یعنی کتابها یا واحدهای درسی هر گرایش، متفاوت است اما در کل همه به اطلاعات یکسانی دست پیدا می‌کنند. در نتیجه یک لیسانسه فیزیک، یک کارشناس فیزیک به معنای عام آن است و کارشناس یا متخصص در یکی از گرایشهای فوق به شمار نمی‌آید.
منبع:دانشجو