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서울대학교 물리천문학부 물리학전공 홈페이지
1. 개요
Department of '''Physics''' & Astronomy
서울대학교의 물리학과. 물리학과 천문학의 밀접한 관련성으로 인해 2006년부터 하나의 학부로 통합되었고, 2017년부터는 모집 단위가 분리되었다.[1]
2. 상세
2.1. 연혁
2.2. 연구 분야
2.3. 졸업 이수 규정
'''아래의 내용은 18학번 이후 입학생들에 한해서 적용된다.'''[3]
즉 물리학과 학부생이 물리학 단일전공으로 졸업하고자 한다면, 교양과목으로 44학점, 전공과목으로 60학점, 나머지 26학점을 교양 혹은 다른 전공과목으로 채워야 한다는 뜻이다. 만일 수리과학 등 다른 과목을 복수전공하고자 하면, 물리학 전공 과목은 39학점만 들어도 된다.
비단 물천 뿐만 아니라 다른 모든 학과들에도 적용되는 사항인데, 대학교에서 개설되는 과목은 크게 교양필수('''교필'''), 교양선택('''교선''')[6], 전공필수('''전필'''), 전공선택('''전선'''), 일반선택('''일선''') 이 다섯 가지로 분류할 수 있다. 이중 가장 눈여겨보아야 할 것은 교필과 전필인데, 명칭에서부터 알 수 있듯이 '''수강하지 않으면 졸업을 못한다.''' 구체적인 이수규정은 서울대학교 기초교육원 홈페이지에 들어가면 상세히 나와있으니 참고하면 된다.
자연과학대학은 상당히 교양이수규정이 빡센 편이다. 특히 교양학점 44학점 중 24학점을 수과학 관련 교양으로 채워야 하는데[7] 물천이라면 교양 수학으로 고급수학 대신 미적분학을 듣는 것을 추천한다. 자세히 설명해보자면, 서울대 자연대에서 교양수학은 '''교필'''에 속한다. 교양수학은 네 종류의 강좌로 나뉘고 4개 중 하나를 택일하면 되는데, 각각은 '''수학''', '''고급수학''', '''미적분학''', '''생명과학을 위한 수학'''이다. 물천에서는 수학이나 생명과학을 위한 수학을 수강할 일이 없고, 고급수학이나 미적분학을 수강해야 하는데 둘의 학점 단위수가 다르기 때문에 고급수학을 들어버리면 '''과학 교양을 다섯 과목이나 들어야 한다.''' 이것이 왜 안 좋은지는 서울대 자연대의 교양이수규정 문단을 참조할 것.
그리고 전공학점을 반드시 물리학과 개설 과목 중에서만 채울 필요는 없다. 60학점중[8] 15학점은 타 자연대나 공대 교과목들로 채워도 전공으로 인정해준다. 그리고 앞서 말했듯이 타 학과 복수전공시 주전공 강좌는 39학점만 들으면 되는데, 자신이 정말 물리학 교과목을 듣기 싫다면 이 39학점중 15학점을 다른 전공과목으로 채워서 이론상으로 물리학은 오직 24학점만 수강해도 된다.[9]
3. 교과목
서울대학교 물리천문학부 물리학전공에서 제공하는 전공 교과목들에 대해 설명하는 문단이며, 교양 과목들은 생략하였다.
'''전공 필수 과목'''의 경우 ◆ 표시, '''실험 과목'''의 경우 ⟁ 표시, 연습 과목이 딸려있는 경우 ◐ 표시를 하였다. 각각의 교과목은 권장 이수 학년별로 분류하였다.
3.1. 2학년
3.1.1. 역학 1 ◆◐
전통적인 물리학과의 전공 입문 과목인 고전역학이다. 현재는 위 설명대로만 진도를 나가지는 않는데, 왜냐하면 역학 강의로 Marion 교재를 쓰는 경우가 많고 이를 순서대로 따라가면 라그랑주 역학을 1학기에 배우게 되기 때문이다.<물리학 1, 2> 및 <물리학실험 1, 2>를 이수한 학생을 대상으로 고전역학의 주요 내용을 심층적으로 다루는 과목이다. 주요 내용으로는 벡터, 뉴턴의 운동법칙, 보존력과 위치에너지, 단조화 운동, 비선형 진동, 중심력에 의한 운동(케플러 문제, 러더퍼드 산란 포함), 다체계의 동역학 등이 있다.
3.1.2. 역학 2 ◐
<역학 1>의 연속과목으로, 다루는 주요 내용은 중력장 문제와 연속체 역학, 비관성 기준틀에서의 역학, 변분법의 응용, 일반화 좌표와 라그랑지 방정식, 미소진동 이론, 강체의 동역학, 해밀턴역학의 기본이론 등이다.
3.1.3. 현대물리학의 기초
이 과목은 현대 물리학의 구체적인 내용을 깊이 있게 배우기 전에 그 주요 내용을 먼저 정성적으로 이해하는 것을 목적으로 한다. 간단한 열 및 통계물리의 내용과 기본적인 양자 개념, 특수 상대성이론, 그리고 제 물리량들의 보존 법칙 등을 이용하여 물질의 상태와 그것들의 미시적 구성 요소, 또 이와 관련해서 나타나는 놀라운 물리 현상들을 음미해 봄으로써 현대 물리학의 관심과 지향점이 어디에 있는지 알도록 한다.
3.1.4. 전기와 자기 ◆◐
이 과목에서는 <물리학 1, 2> 및 <물리학실험 1, 2>를 이수한 학생들을 대상으로, 거시적으로는 모든 종류의 전기적⋅자기적 현상을 기술할 수 있는 전자기학 이론에 대해 체계적으로 공부한다. 주요 내용으로는 벡터 연산, 정전기학, 푸아송 방정식, 라플라스방정식의 풀이와 정전기적 경계치 문제, 유전체에서의 전기장과 분극, 정상전류에 의한 자기장, 전기 및 자기 에너지, 전자기 유도, 패러데이 법칙, 맥스웰 방정식, 포인팅 벡터 등이 있다.
3.1.5. 기본물리수학
물리학과의 학부 수준 수리물리학 강좌이다. 대부분의 학교와 마찬가지로 두 학기로 구성되어 있으며 2학년2학기에 기본물리수학, 3학년1학기에 물리수학을 공부함으로서 수학적 툴을 갖추게 된다. 기본물리수학은 매년마다 수업의 난이도가 크게 달라지는 교과목 중 하나이다. 2020년의 경우 위의 설명보다 훨씬 심화된 내용들을 공부했으며[10] 지난 해들의 강의평들을 참고해보면 난이도가 계속 오락가락한다. 특히 당해 교수님이 '''Boas'''와 '''Arfken'''중 어떤 것을 주교재로 삼느냐에 따라 전반적인 난이도가 달라질 가능성이 높으니 이 점을 유념하면 좋다.이 과목에서는 물리학에 필수적인 수학적 도구를 물리현상을 기술하는 언어로서 배우고, 그것을 물리학에 이용하는 방법 등에 관한 훈련을 제공한다. 이 과목은 곡선좌표계, 벡터 해석, 상미분방정식과 선형대수학의 기초 내용을 중심 주제로 다룬다.
3.1.6. 전자학 및 계측론 ◆⟁
S......T.......A.......Y......전자학 및 계측론은 공학도와 자연과학도에게, 현대의 자연과학 및 공학 연구에 널리 사용되는 방법과 내용을 소개하는 것을 목적으로 한다. 우선 전자학의 기초가 되는 diode, transistor, op amp의 기본 작동원리와 특성 및 응용에 대한 내용을 다루고, 이를 바탕으로 digital소자, interface card 제작과 LED제어, PROM/FPGA 등과 같은 내용을 다룬다.
3.2. 3학년
3.2.1. 전자기파와 광학 ◐
<전기와 자기>를 수강한 학생들을 대상으로, 맥스웰 방정식의 구조로부터 전자기파의 생성과 전달, 그리고 파동광학에 관한 내용도 함께 다룬다. 주요 내용으로는 맥스웰 방정식과 경계조건, 전기회로, 전자기파의 도체와 유전체 내에서의 전파, 두 유전체 경계면에서의 반사와 꺾임, 빛의 간섭과 회절 현상, 프라운호퍼 회절, 분해능, 진동하는 쌍극자에 의한 전자기파 방출, 리나드-비헤르트 퍼텐셜, 전자기장에서의 특수상대성이론 등이 있다.
3.2.2. 물리수학
이 과목은 물리현상을 기술하는 언어로 사용되는 수학적 도구 중에서 중급 내지 고급 수준에 해당되는 내용을 배우고, 그것이 물리학에 응용되는 방법론을 습득함을 목적으로 한다. 여기서 다루는 주요 내용은 스텀-류빌 이론, 특수함수, 함수공간, 선형연산자이론, 적분변환, 기본 군 이론, 복소함수, 편미분방정식 등과 관련된 수학적 방법론이며 이들과 관련된 훈련이 병행된다.
3.2.3. 양자물리 1 ◆◐
현대물리의 이해에 필수적인 양자역학의 기본개념과 그 이론적 체계를 다루며 <역학 1>과 <전기와 자기>를 수강한 학생을 대상으로 한다. 주요내용은 고전물리와 그 한계, 파동역학의 시작과 불확정성 원리, 양자역학의 기본가설 및 슈뢰딩거 방정식, 양자역학에 필요한 수학적 도구(연산자, 행렬 표현 등), 일차원 문제 등이다.
3.2.4. 양자물리 2 ◆◐
<양자물리 1>의 연속으로 양자역학의 주요 응용과 근사 계산 방법 등을 다룬다. 주요 내용은 회전 대칭성과 각운동량, 3차원문제, 수소원자, 스핀과 파울리원리, 섭동이론, 근사방법, 산란이론 등이다.
3.2.5. 열과 통계물리 ◆
<역학 1, 2> 및 <양자물리 1>을 이수한 학생을 대상으로 열 및 통계물리학의 기본개념과 간단한 응용들을 다룬다. 주요 내용은 열역학의 법칙과 그 응용, 상태수와 엔트로피, 통계역학의 기본원리, 고전적 이상기체, 깁스 자유에너지와 화학반응, 이상 보스 기체, 이상 페르미 기체, 기체 운동론, 브라운 운동 등이다.
3.2.6. 전산물리
3.2.7. 중급물리실험 1 ◆⟁
3.2.8. 중급물리실험 2 ⟁
3.3. 4학년
3.3.1. 상대론과 시공간
3.3.2. 핵과 기본입자
3.3.3. 고체의 성질
3.3.4. 응집물질과 집단현상
3.3.5. 고급광학
3.3.6. 생물계물리 입문
3.3.7. 유체역학
3.3.8. 고급물리실험 ⟁
4. 기타
- 물리학과는 서울대 자연대 내에서 수리과학부 다음으로 조교의 수요가 많은 학과(학부)이다. 왜냐하면 많은 공대/자연대 학과에서 일반물리학을 교양필수 과목으로 지정하였으며, 설령 필수가 아니더라도 물리는 각자의 전공에서 기반이 되는 경우가 많아 많은 학생들이 이를 수강하기 때문이다. 즉 수학처럼 완전한 필수 과목은 아니나 사실상 준필수 과목에 속하며, 그렇기에 일반물리학은 모든 과학 교양 중에서 가장 분반의 수가 많고 규모도 크다. 그리고 일반물리학을 수강하면 반드시 물리학실험도 수강해야 하고, 실험조교 역시 물리천문학부 대학원생 중에서 선발되기 때문에 물천 조교들의 수요는 굉장히 많다.
- 한때 물리학과는 의예과, 법학과, 전기공학과와 더불어 오랜 기간동안 서울대학교의 간판 학과라고 불릴정도로 압도적인 입결을 보였던 시기가 있었다. 물론 입결은 그 학과의 수준이 아닌 단순히 시대별 선호도를 반영할 뿐이지만, 80~90년대에 입시를 치른 현 40~50대 이상의 어른들에게 있어 서울대학교 물리학과는 동 대학교의 다른 학과들과 비교해서 대단한 존재감을 가졌던 역사가 있다.[11]