这些数学和物理专业课会不会很难啊?

2024-11-19 阅读 123
更新于 2024年11月21日
太阳系动力学,这门课程其实就是介绍太阳系范围内的天体力学。天体力学中的摄动理论很需要计算,不过计算的思想是很简单的。这门课可能很需要计算,但没有什么概念理解上的困难。
复变函数与数理方程,这门课程也是,特别是数理方程,可能很需要计算,但思想是简单的,概念并不难懂。事实上,除非专门做解析求解的研究,没有必要去搞清楚那些复杂的特殊函数。
电磁学与电动力学,相对来说主要的难点不是概念,不过也有不少新的概念。学校里有好几个人这门课上了8次,还是没有及格,不过不清楚他们怎么回事,也可能是上大学以后放弃自我,整天在宿舍打游戏不学习。
热力学与统计物理学,这门课有许多新概念,而且因为是讨论多体系统,在方法上与分析力学,电动力学,量子力学截然不同,可能会遇到较大的概念理解方面的困难,毕竟Boltzmann因为统计力学自杀了。
原子与分子结构,这门课深的话可以很深,用全量子力学的模型,特别是角动量可以有很复杂的计算。不过本科上的话,应该就是比较简单的,可能主要还是半经典的,讲解一些远古实验。不过这种学了也没什么用,太过时了,现代原子物理并不是这么研究的。
流体与磁流体基础,流体力学主要也就是计算,概念理解上不是很困难,无非就是求解质量,动量,能量的守恒方程,耐心算就行。
总之,这些课程确实有些涉及概念理解的困难,但多数只是计算,虽然计算会复杂,但耐心就好。
国内的大学教育水平并不高,所以课程可能很烦,但绝不会太深。考试可能就是教材上的例题,习题,没学懂靠背应该也能通过考试。
实际的科研基本上是编程求数值解,并不需要手工求解复杂的方程,不要以为这些非常重要而把自己吓到。
不过,因为国内的大学教育水平并不高,所以看国内教材很难学懂。国内教材更像是笔记,可能推导过程比较详细,但缺少引入概念的部分,缺少对动机的讲解,缺少例子,这些会极大降低学会的概率。
所以,要想学会,考虑阅读国外的教材。实际的科研必须阅读英语论文,英语阅读能力总是要掌握的,不如直接在学基础课的时候就开始锻炼。一开始可能读的很慢,但耐心一点,坚持一下,最后会发现能流畅阅读的。
当然,人与人是不同的,物理学的基础课对有些人来说很简单,但对有些人来说也会很困难。实在有困难,可以早点准备转专业。我问过一些专业选择化学,生物,材料的人,为什么选择?他们的回答是,因为微积分,线性代数,量子力学,统计力学这些学不会。那么学不会也不要勉强,考虑放弃也将是明智的。
事实上你提到的这么多学科分支,都是基于一些基本内容吧:
原子和分子结构,基于量子力学。薛定谔方程用于描述电子在原子核周围的运动。
而分子结构的稳定性可通过分子轨道理论解释。
电磁学的麦克斯韦方程组,热力学的热传导方程,流体力学的纳维-斯托克斯方程,这几个分支的基本方程,都是PDE,也就是所谓的数理方程。
太阳系动力学,太阳风、恒星磁场等现象的解释都离不开你所说的磁流体力学。
洛伦兹力在磁流体动力学中很重要,描述磁场对导电流体的作用。
再比如复变函数论,复势函数可以简化二维静电场和稳态电流场的问题,可用于描述波函数,解决散射问题和量子隧穿效应。
电磁波的传播可以用波动方程来描述,这是数理方程的一部分。电磁波在真空中的传播速度是光速,而这与相对论密切相关。
我的建议吧,先数理方法+复变函数+四大力学。
学完之后,你会发现这一堆看似花里胡哨的学科分支,内在都是相互关联的。
见《太阳系动力学》进…… 本科开这门课,该不会是传说中的“行星科学”专业吧,教材该不会是 Solar System Dynamics (Carl D. Murray, Stanley F. Dermott) 吧 (笑) 有点好奇题主的学校了。
就不一门门课具体分析了,看到前面 @笠道梓 给了很详细的解答。但题主你放心,因为只要是能开给本科的课程都不会有原则上的难度,更何况这几门课绝大部分都是非常经典和成熟的课程,网上能找到的资料(不管是教材还是视频课)满坑满谷——做好规划,跟上节奏,不要中途听不懂就开始摆烂然后等期末补天(这样会很难受),如果发现老师讲课听不懂或者教材读不懂立刻换书/换课——做到这几点,本科课程基本没有handle不下去的~
加油~
还好吧 国内物理类专业基本都这么教 大家都能毕业 太阳系动力学和流体力学本质上还是分析力学的东西只不过特化了 有具体问题具体分析的成分 然后就是计算会比一般情况复杂 我大学四年物理学下来感觉自己好好看书写作业基本都能学会 硬要说当年量子力学的物理图像是比较抽象直到读了一遍J.J.Sakura大部分人都能学会至少挂不了 老师比较仁慈 少数挂科的人都是不学不做的
猛地一看,没看内容,以为说弦理论以及和弦理论相关的数学理论研究,这个非常难。但是你列举的那些科目都是本科生必修,那个只要认真学,倒不难。