какую физику изучают в институтах

Гравитационные волны для всех: где изучать теоретическую физику

Теоретическая физика — профессия для настоящих научных рок-звезд. Эта область становится всё более перспективной, поскольку, во-первых, сулит немало открытий, а, во-вторых, позволяет учёным, в том числе молодым, сотрудничать с престижнейшими научными центрами в России и за рубежом. В современном мире эта профессия приобрела такую известность, что даже стала частью поп-культуры. Свидетельство тому — ситком «Теория большого взрыва» и комикс с молодым Эйнштейном в роли супергероя, который в доступной форме объясняет общую теорию относительности (ОТО).

Сегодня существует множество научно-популярных и просветительских инициатив, которые помогают освоить азы теоретической физики: от серии лекций «Основы фундаментальной физики» «Постнауки», куда входят занятия, посвященные специальной теории относительности, общей теории относительности и гравитационным волнам, до онлайн-курса Relativity and Astrophysics Корнелльского университета, который занимает восемь недель и позволяет подробно изучить захватывающую связь между астрономией и теорией относительности Эйнштейна. Но куда можно поступить, если теоретическую физику хочется изучать на профессиональном уровне, чтобы сделать ее в будущем своей специальностью?

Физический факультет МГУ, кафедра теоретической физики

Кафедра теоретической физики была основана на физическом факультете МГУ в 1921 году профессором Николаем Алексеевичем Умовым. Одним из его студентов был Андрей Белый, который позже писал: «И строгой физикой мой ум // Переполнял: профессор Умов». Кафедра гордится тем, что ее специалисты выполнили ряд фундаментальных работ в области классической и квантовой теории поля, теории взаимодействий элементарных частиц, физики плазмы и др. Факультет тесно сотрудничает с российскими и зарубежными научными центрами: в частности, с Гумбольдтским и Лейпцигским университетами (Германия), Институтом Макса Планка (Германия), Эколь Нормаль (Франция), ЦЕРН (Швейцария), университетом Камерино (Италия) и Висконсинским университетом (США)).

Факультет общей и прикладной физики МФТИ, кафедра теоретической физики

Московский физико-технический институт (МФТИ) возник на базе физико-технического факультета МГУ. Первым руководителем кафедры теоретической физики здесь был Лев Давидови Ландау, получивший позже Нобелевскую премию по физике. Научная школа Ландау сформировала основы преподавания теоретической физики в МФТИ. Сейчас подавляющее большинство преподавательского состава — прежние выпускники кафедры. Выпускники факультета общей и прикладоной физики МФТИ также специализируются на наукоемких компьютерных технологиях и работают в сфере бизнеса на управляющих, консультирующих и аналитических должностях.

Факультет экспериментальной и теоретической физики МИФИ, кафедра теоретической и ядерной физики

Факультет теоретической физики возник вместе с самим МИФИ в 1942 году. Первым заведующим был Нобелевский лауреат Игорь Евгеньевич Тамм. Поначалу студентов обучали только экспериментальной физике, а теория изучалась дополнительно. Однако в конце 40-х Тамм добился создания специальной кафедры теоретической физики. Сейчас она сотрудничает с научными центрами Италии, Голландии, Германии и США. Сотрудники часто выигрывают гранты в российских и международных научных программ, фондов и организаций: РФФИ, Минобразования, программ Президента РФ, Федеральных целевых программ, DAAD, DFG, фонда Сороса, фонда «Династия» и других.

Факультет фундаментальных наук МГТУ Баумана, кафедра физики

История кафедры физики своими корнями уходит в 1832 год и начинается с появления физического кабинета при Ремесленном учебном заведении (РУЗ) Московского Воспитательного Дома. Этот кабинет стал официально называться кафедрой почти 40 лет спустя. Недавно на кафедре был апробирован расширенный курс физики для технических университетов. Помимо фундаментальной физико-математической подготовки, выпускники могут похвастаться знаниями в области инженерии (машиностроение и приборостроение). В последние годы кафедра тесно сотрудничает с русскими научными центрами.

Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций СПбПУ Петра Великого, кафедра «Физическая электроника»

Кафедра «Физическая электроника» работает в СПбГПУ с 1939 года. Первым заведующим был сподвижник А. Ф. Иоффе — профессор Петр Саввич Тартаковский. Сейчас на кафедре проводятся практические опыты в области вакуумной и эмиссионной электроники; нано- и биоэлектроники и т. п. Профиль теоретической физики предлагается в аспирантуре.

Физический факультет НГУ, кафедра теоретической физики

Кафедра теоретической физики существует с 1967 года. На ней готовят как бакалавров, так и магистрантов. Помимо общих предметов преподаватели ведут спецкурсы: «Физика элементарных частиц», «Атомное ядро», «Двухфотонная физика», «Квантовая электродинамика», «Теория сильных взаимодействий», «Слабые взаимодействия». Факультет работает в тесном сотрудничестве с теоретическими лабораториями России, США, Швейцарии, Германии, Японии, Италии и других стран.

А как объясняли теорию относительности в научно-популярном кино в СССР?

Источник

Там учат физику

На что стоит обратить внимание при выборе вуза будущему физику? Конечно же, на систему, по которой ведется обучение. Ознакомившись с ней, вы сможете избрать альма-матер, которая подходит именно вам по наибольшему количеству параметров.

Младшие курсы

В МГТУ имени Н. Э. Баумана предметы, непосредственно относящиеся к специальности, вводят не сразу. Сначала младшекурснику предложат изучить математику, физику, начертательную геометрию и черчение (в достаточно большом объеме), программирование, английский и несколько гуманитарных предметов. При этом стоит учитывать, что если математика и физика на физтехе и на физфаке МГУ похожи, то в МГТУ подход к предметам совсем другой. Это объясняется спецификой вуза. МФТИ и физфак МГУ в основном нацелены на подготовку ученых, тогда как целью МГТУ имени Баумана является воспитание инженера высокого класса.

Учеба на кафедре

Рано или поздно студент любого физического вуза выбирает себе кафедру. Именно на кафедре ему прочтут «Введение в специальность» и последующую «спецуху», дадут возможность попробовать себя в деле, здесь студент обретет научного руководителя и тему дипломной работы.

Несколько иная позиция у физфака МГУ. Там студенты распределяются по кафедрам в середине 3-го курса, где они наряду с общими курсами и курсами по выбору изучают специальные дисциплины по научным направлениям на кафедре. Такая политика факультета дает возможность студенту выбрать будущую специальность, уже тщательно взвесив все «за» и «против», получив представление о разных дисциплинах и познакомившись поближе с физикой. Безусловно, если к моменту поступления вы уже осознали, что хотите заниматься физикой, но еще не поняли, к чему более склонны и что представляет для вас больший интерес, то такая система отлично вам подойдет. (Впрочем, очень способный и трудолюбивый студент может уже со 2-го курса участвовать в научно-исследовательской работе кафедр.)

Студенческая жизнь

Во всех вузах юношей и девушек ожидает просто-таки море возможностей для развлечений и хобби.

В МИФИ есть легендарный клуб студенческой песни, там регулярно проводятся вечера и встречи с известными бардами. В этом вузе любят танцы, а юноши соревнуются на футбольном поле. Знаменит и хор МИФИ.

Студенты МГТУ занимаются в компьютерном клубе, увлекаются туризмом, французским языком, хоровым пением и славянской самозащитой.

На старших курсах

Начиная с четвертого курса, студент уже в большей степени предоставлен самому себе, нежели в первые три года учебы.

Так, четверокурсники МФТИ появляются в институте уже гораздо реже, дня 3-4, а остальное время проводят на базовой кафедре и за самостоятельной работой. Здесь-то и кроется искушение физтеха… Физтеховец, только-только отдышавшийся после суровых нагрузок первых трех лет, теперь располагает бoльшим количеством времени. Представляете, что в таких случаях может произойти? Медленное скатывание назад с достигнутых высот. Раньше нагрузку обеспечивал институт, теперь сам учащийся должен искать способы занять себя учебой. Впрочем, в МФТИ таких возможностей масса. Почти постоянно идет набор в открытые теоретические группы, всегда можно пойти на спецкурс, на который раньше не хватало времени, а посетить его очень хотелось. Конечно, в эти годы студент работает на базовой кафедре, учится и занимается научными исследованиями, пишет дипломную работу.

На старших курсах физического факультета МГУ у студента появляется научный руководитель, который «опекает» его до выпуска. Он же помогает студенту выбрать тему для дипломной или курсовой работы, «ведет» ее. Гораздо больше времени, чем раньше, уходит на занятия в научных лабораториях. В конце четвертого курса студент защищает курсовую (для будущих специалистов) или дипломную (для бакалавров) научно-исследовательскую работу.

По схожим сценариям проходит учеба на старших курсах и в МИФИ, и в МГТУ.

Материальный вопрос

Абитуриенты часто интересуются сейчас: когда лучше начинать работать? И этот вопрос понятен, ведь молодежи хочется, как можно скорее получить финансовую независимость от родителей.

Источник

Точные науки: куда поступать и кем быть, если сдаёте математику, физику и информатику

Какой вуз выбрать и что ожидает будущих студентов после окончания обучения

В этой статье собран материал открытого занятия с участием преподавателей «Фоксфорда» Владимира Шарича, Павла Труфанова, Михаила и Полины Пенкиных. На вебинаре в январе 2020 они рассказали о поступлении и учёбе в ведущих вузах, а также о перспективных профессиях.

Информатика

Павел Николаевич Труфанов — призёр Всероса по информатике, преподаватель олимпиадных сборов.

Ведущие университеты

Московская Вышка стала популярным вузом по направлению «Информатика», когда в 2014 году «Яндекс» предложил НИУ ВШЭ сделать совместный факультет. Так появился факультет компьютерных наук и программа «Прикладная математика и информатика», где сочетаются сильная математика и информатика. Проходной балл складывается из результатов ЕГЭ по трём предметам и индивидуальных достижений.

На второй строчке рейтинга физтех-школа прикладной математики и информатики МФТИ с проходным баллом 301. Чтобы поступить туда, нужно сдать ЕГЭ на максимальные баллы, либо стать призёром олимпиад, и добрать ещё несколько баллов с помощью портфолио.

Проходной балл на факультет вычислительной математики и кибернетики МГУ — 440 баллов из 510. Абитуриенты сдают 5 вступительных испытаний, и хотя общий балл выглядит внушительно, отдельные экзамены не нужно сдавать на максимальный балл:

4) Информатика и ИКТ (ЕГЭ);

5) Русский язык (ЕГЭ).

В четвёртой строчке таблицы проходные баллы в ИТМО указаны для разных кафедр в рамках одного направления. Чем выше проходной балл, тем популярнее кафедра. Санкт-Петербургский ИТМО является семикратным чемпионом мира по спортивному программированию. Некоторые абитуриенты выбирают ИТМО, чтобы учиться у преподавателей, которые готовят команды к соревнованиям.

Завершают список Петербургский филиал НИУ ВШЭ (бывший университет АУ) и СПбГУ. Питерская Вышка тоже популярна у олимпиадников, поскольку там делают упор на алгоритмистику. В СПбГУ стоит обратить внимание на программу «Математика, алгоритмы и анализ данных». Она открылась в 2019 году при поддержке компаний Яндекс и JetBrains.

Проходные баллы везде высокие, поступить сложно, но это топовые вузы. Если вы понимаете, что ваш балл будет ниже, есть другие хорошие вузы, где учат информатике:

Учёба в вузе

В основном абитуриенты поступают на два направления, но есть и другие. В НИУ ВШЭ на факультете ПМИ (прикладная математика и информатика) готовят специалистов по data science, учат машинному обучению, разработке искусственного интеллекта. Первые два года из информатики будет только алгоритмистика (по сути математика) и какой-нибудь язык программирования. С третьего курса начнутся прикладные дисциплины: распределённые системы, компьютерная безопасность, машинное обучение.

Второе направление — ПИ («Программная инженерия») — более прикладное, где математики меньше и заканчивается она раньше. Здесь учат разрабатывать приложения, программировать десктопные устройства и системы, где нужен качественный код.

Первое направление более престижное: это научная сфера, и зарплата там выше, но лучше выбирать то, что по душе.

Во всех вузах на первых курсах есть математический анализ, аналитическая геометрия, линейная алгебра, общая физика, программирование. Нужно знакомиться с разными направлениями, смотреть, что вам интересно и что из этого востребовано.

Перспективы выпускников

Павел Труфанов: «Лучше начать работать ещё во время учёбы: стажировка, работа с частичной занятостью 20 часов в неделю. Во многих вузах можно успевать совмещать работу и учёбу».

Выбор стажировок не всегда зависит от вуза. Обычно студенты сами ищут и подают заявки на стажировки, «Вышка» сотрудничает с Яндексом — там немного проще устроиться в компанию. Знания, которые дают в вузе, сейчас максимально практические, на рабочем месте вы не услышите «забудьте всё, чему вас учили в вузе и выкиньте диплом».

Чтобы попасть на стажировку, придётся отправить 20-30 писем, прежде чем вас пригласят на собеседование. Инициатива — залог успеха.

Тем, кто задумывается о профессии разработчика игр стоит уделять время и программированию, и физике. Будущие создатели игр изучают искусственный интеллект или занимаются вычислениями на видеокартах, программируют шейдеры.

«Мы с Полиной смотрели вакансии на hh.ru — требуются разработчики компьютерных игр со знанием прикладной физики и информатики», — Михаил Пенкин.

Физика

Михаил Александрович Пенкин — преподаватель кафедры общей физики МФТИ, автор олимпиадных задач.

Полина Васильевна Пенкина — выпускница физфака МГУ, преподаватель и аспирантка кафедры физики НИК ВШЭ, сотрудник МФТИ.

Ведущие университеты

В таблице перечислены вузы, где физическое направление охватывает широкий спектр научных отраслей. Первое место по праву занимает МФТИ: факультеты объединились в физтех-школы, но ничего не поменялось в изучении физики, которую штудируют на 1-3 курсах. Что бы вы ни выбрали, везде будет физика, а по прикладным направлениям вы сможете многому научиться.

Физтех-школа ЛФИ (физические исследования имени Ландау) — результат объединения ФОПФ и ФОПФЭ. В плане физики ЛФИ — топовое место, её там больше всего, и помимо базы есть дополнительная теория и практика. ФЭФМ — то, что раньше было «Кванты» (Факультет физической и квантовой электроники).

Ещё стоит выделить физфак МГУ и физфак ВШЭ — там, как и на Физтехе, представлено несколько направлений и фундаментальная физика на хорошем уровне. В ВШЭ физфак появился недавно, там всё в процессе развития, однако в ближайшие несколько лет они могут сравняться и перегнать МФТИ. В этом году планируется первый набор на физфак Вышки в Питере.

«Обычно объявляют балл первой волны, с которым вас точно возьмут. Если людей с оригиналом больше, чем мест, в ВШЭ могут зачислить абитуриентов за счёт средств вуза. То есть у вас будет стипендия, и вы не будете платить за обучение.Официально вы будете числиться на коммерции, просто расходы Вышка берёт на себя.

ВШЭ добавляют места, если олимпиадников много. В прошлом году снизили балл первой волны: набор был 50, а подали 80. Людей взяли за счёт средств ВШЭ, хотя проходной мог быть выше, если бы в приёмной комиссии не перестраховались. В этом году он будет выше», — Полина Пенкина.

Высокий проходной балл в МГУ — 345 — складывается из ЕГЭ и ДВИ.

Для тех, кто любит Санкт-Петербург, отличный вариант — физфак СПбГУ, а у МИФИ открыто 11 региональных филиалов.

Ведущие вузы отличаются высокими проходными баллами и широкими образовательными возможностями. Получить качественное образование можно и в других хороших университетах, например, в НГУ в прошлом году проходной балл составил 243 балла. При этом в НГУ призёров олимпиад 1, 2 и 3 уровня принимали без экзаменов.

В Санкт-Петербургском ИТМО сильная фотоника, они даже называют это подразделение мегафакультетом. В МИРЭА развиваются отдельные направления: «магнетизм», «информатика», «математика».

МГТУ им. Баумана физику преподают по чётным семестрам, например, на 1 и 2 курсе только со второго семестра. По уровню эта дисциплина не сильно отличается от школьной.

«В наш перечень вошли вузы, где будущие учёные могут углублённо изучать физику. Бауманка даёт возможность получить инженерное образование. Там и в ряде других вузов физику изучают как инструмент для погружения в инженерное дело и технические специальности», — Владимир Шарич.

Учёба в вузе

Лабораторные работы

Обычно в школе вся физика теоретическая, а в вузе с первых недель начинаются лабораторные работы. Приходится быстро разбираться, как их оформлять, как считать погрешность, как строить графики.

«Не всегда студенты понимают, для чего нужны лабы, как это в жизни применить. Нужно просто потерпеть», — Михаил Пенкин.

По общей физике лабораторные выполняют на 1-3 курсе. На третьем курсе либо начинаются спецпрактикумы, либо небольшие работы по экспериментальной физике, либо научная работа по вашему направлению на кафедре.

Объём работ разный. В МГУ на физфаке в первом триместре 12 лабораторных по механике и 4 — введение в технику эксперимента. На Физтехе восемь работ за семестр.

«В МГУ ты целыми днями считаешь практические работы — это объёмно и поэтому тяжело. Там ещё и матан! Дают время досдать, но приходится попотеть. Я была в шоке первый месяц. Это тяжело, но вам понравится!», — Полина Пенкина.

В ВШЭ лабораторных еще меньше, чем на Физтехе, но нет описаний, как выполнять работу. Нужно самому собирать установку и программировать: в высокоуровневой среде Labview студенту предстоит соединять ниточками модули, которые могут понадобиться в настоящей работе. Это более творческое занятие, когда приходится с нуля учиться самому собирать всё. Школьникам, знакомым с робототехникой, будет несложно справиться с такой задачей.

На Физтехе лабораторные выполняют на протяжении 3 курсов: темп работы ниже, но объём тоже большой.

Для физики нужна математика, которую расскажут позже

«Уже на первой неделе преподаватели на лекциях будут интегрировать, производные считать направо и налево, будто вы это хорошо умеете. Придётся погружаться в математику, разбираться, что такое интеграл, зачем и как их считать, для чего производная и как провести с ней обоснование. Так будет на протяжении всего обучения в вузе», — Михаил Пенкин.

«Обычно страшно на 2 курсе. Есть такая дисциплина в матанализе — теорпол (теория поля). Там изучают роторы, дивергенции, градиенты и др. Этот «тяжёлый» математический аппарат необходим в электромагнетизме, который, как правило, изучают на 2 курсе. Приходится тратить немало времени на математику, чтобы понять физику», — Михаил Пенкин.

«До некоторых вещей я «дошла» только когда окончила университет. Так что советую студентам ходить на дополнительные курсы, которые вузы начали вводить в последние несколько лет. Например, в Вышке со второго семестра уже начинается термех, поэтому на 1 курсе появился предмет «математический аппарат в физике»», — Полина Пенкина.

Чтобы не сойти с ума от сложных математических вычислений в физике, можно смотреть онлайн-курсы по математике от зарубежных вузов. Так вы сможете понять материал, который на лекциях в вашем вузе будут разбирать нескоро.

Высокий темп подачи материала

Некоторые вузы пробуют новые схемы, но в основном учебный процесс состоит из лекций и семинаров. На лекциях рассказывают теорию, а на семинарах в подгруппах решают задачи. Преподаватели везде разные, и к каждому нужно привыкать.

В крупных вузах много лекторов. Например, на Физтехе может быть восемь лекторов по физике, а семинаристов в десять раз больше. Они не договариваются, кто в какой последовательности рассказывает темы. Если семинарист игнорирует вопросы студентов, имеет смысл менять семинариста или изучать теорию самому.

«Когда вы переходите из школы в вуз, о вас перестают заботиться. Нет классного руководителя, вы сами по себе и только от вас зависит прогресс в учёбе», — Владимир Шарич.

Домашнее задание в вузе не всегда проверяют — это зависит от университета и семинариста.

Михаил Пенкин: «У нас был план на семестр: перечень подтем в «задавальнике» — список всех задач, которые ты должен сделать. Я садился и писал себе план в зависимости от тяжести недели. На семинары ходить — это для решения задач самое важное. Бывает, к одному лектору ходить комфортно, к другому нет. Сходите на несколько лекций. Если никто не понравился, всегда есть книжка или онлайн-курсы».

Несмотря на высокую учебную нагрузку, важно рассчитывать силы, успевать отдыхать, заниматься спортом. Постарайтесь составить своё расписание так, чтобы было время сходить в кино, встретиться с друзьями.

Владимир Шарич: «Если не иметь времени на досуг, кончится запас сил и продуктивность снизится, знания не будут лезть в голову».

Хорошие отметки важны для тех, кто планирует стажироваться и учиться за рубежом. При этом не обязательно быть круглым отличником, важно успевать по предметам своего профиля. При поступлении в магистратуру заграничные вузы смотрят на публикации, а когда их мало, учитывают средний балл студента.

Перспективы выпускников

Студенты физфака во время учёбы занимаются в лабораториях, выбирают направление, ведут научную работу. Со 2-3 курса нужно проявлять инициативу.

Полина Пенкина: «Если вы учитесь на физике, есть академический трек: бакалавриат, магистратура, аспирантура. Кто-то уезжает за границу, кто-то остаётся здесь. Нужно выбрать научного руководителя, хорошую лабораторию и потихонечку развиваться. В вузах много направлений, так что не надо бояться поменять кафедру, если сразу не получилось выбрать место по душе.

В компаниях есть отделы исследований и разработки. Раньше они были только за границей, но сейчас Samsung и Huawei открыли эти подразделения в России. В Samsung занимаются оптикой, Huawei — связью по оптоволоконным каналам. Так что можно найти работу по специальности и вне академической науки».

Михаил Пенкин: «Мой одногруппник изучал прикладную физику и информатику, а затем уехал получать Phd по математике (степень кандидата наук по российской системе) в США. В результате он оказался в Диснее, работал над мультфильмами «Моана», «Холодное сердце», «Зверополис»: выстраивал физику движения мышц или, например, полёты снежков».

На Физтехе более сотни базовых кафедр и столько же мест для стажировки. При желании любой сможет найти точку приложения своих сил и ума.

Математика

Владимир Златкович Шарич — преподаватель московских олимпиадных сборов, член жюри математических соревнований.

Ведущие университеты

«Чистая математика мало где встречается, и я советую трижды подумать, прежде чем за это браться», — Владимир Шарич.

В перечень вошли вузы, где изучают чистую математику в отличие от прикладной. Прикладные математики — это люди с базовым математическим образованием, которые решают задачи из других сфер. Они могут заниматься моделированием: перекладывать жизненную задачу на язык переменных, формул, графиков, либо заниматься решением этих моделей, например, с помощью вычислительных методов.

Прикладная математика есть почти везде, она применяется и в социально-гуманитарной сфере, например, в психологии и социологии. Проходные баллы разные, что не говорит о качестве обучения. Значок бесконечности в строке матмеха СПбГУ стоит потому, что всех взяли без вступительных испытаний по олимпиадам. Никого не зачислили по баллам, поэтому проходного балла просто нет.

ФМ — это факультет математики ВШЭ, ФПМИ — физтех-школа прикладной математики и информатики. Когда говорят о мехмате и матмехе, под механикой подразумевается раздел физики, а не починка автомобилей.

Учёба в вузе

«Программы обучения мало отличаются в разных вузах, поэтому уровень знаний зависит от усилий самого студента. Можно поступить в крутой вуз и ничего не знать к 3 курсу, а можно в среднем по рейтингам региональном университете стать востребованным специалистом», — Владимир Шарич.

Студента матфака ждут объёмные домашние задания: необходимость прорешивать 100500+ задач. Вместо школьных пятиминуток у доски вам предстоят долгие беседы один на один с преподавателем — сдача задач, когда студент рассказывает свои решения. При этом математика в вузе — это совершенно новый уровень абстракции, так что лучше вникать в определения и теоремы до начала учёбы в университете.

Перспективы выпускников

В математике сейчас востребованы статистика, вероятность, дискретная математика и механика. Любители абстрактной чистой математики могут найти себя в преподавании. Некоторые вузы сотрудничают с Центром педагогического мастерства: студенты помимо основной специальности получают опыт преподавания в школе.

Что запомнить

Информатика

Физика

Математика

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Источник