معرفی رشته فیزیک مهندسی

در معرفی رشته فیزیک مهندسی باید گفت که ‏فیزیک مهندسی یک رشته تحصیلی است که طبق اصول فیزیک است. رشته فیزیک مهندسی مطابق بر توسعه فناوری های جدید و بهبود فناوری های موجود تمرکز دارد و از درک عمیق قوانین اساسی فیزیک برای حل مسائل دنیای واقعی استفاده می کند.

فیزیک مهندسی به عنوان یک حوزه تخصصی، شما را با مفاهیم و قوانین علم فیزیک با استفاده از روش‌ها و تکنیک‌های مهندسی این رشته با ادغام دو علم فیزیک و مهندسی، آشنا می کند.

رشته فیزیک مهندسی، از جمله رشته‌ های مهمی است که توسط دانشجویان در حوزه تحصیلات علوم پایه و مهندسی انتخاب می‌شود. این رشته علاوه بر ارتباط نزدیک با علوم پایه شامل فیزیک، نیز از نظر مهندسی به علوم مختلفی مانند: مهندسی برق، مهندسی مکانیک، مهندسی مواد و مهندسی هسته‌ای ارتباط دارد.

در مقاله حاضر، به معرفی رشته فیزیک مهندسی می‌پردازیم و بازار کار آن را هم برایتان شرح می‌دهیم. با مطالعه مقاله معرفی رشته دانشگاهی فیزیک مهندسی می‌توانید با بازار کار این رشته نیز آشنا شوید. در ادامه به مطالب مفیدی درباره معرفی رشته فیزیک مهندسی و بازار کار می پردازیم.

رشته فیزیک مهندسی چیست؟

‏فیزیک مهندسی یک رشته بین رشته ای است که اصول فیزیک را با کاربردهای عملی مهندسی ترکیب می کند. این شامل مطالعه قوانین فیزیکی اساسی و کاربرد آنها در طراحی، توسعه و بهینه سازی فناوری ها و سیستم های جدید است.

فیزیک مهندسی،رشته وسیعی است که حوزه های مختلف مطالعاتی از جمله مکانیک، الکترومغناطیس، ترمودینامیک، اپتیک و مکانیک کوانتومی را در بر می گیرد.

هدف فیزیک مهندسی پر کردن شکاف بین فیزیک نظری و کاربردهای مهندسی عملی است. این شامل توسعه نظریه‌ها و مدل‌های جدید بر اساس اصول فیزیکی بنیادی و همچنین طراحی و ساخت دستگاه‌ها و سیستم‌های جدید است که می‌توانند در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

فیزیکدانان مهندسی بر روی طیف وسیعی از فناوری ‌ها، از میکروالکترونیک و نانوتکنولوژی گرفته تا سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر و اکتشاف فضا کار می‌کنند.

‏یکی از حوزه های کلیدی تمرکز در فیزیک مهندسی، طراحی و توسعه مواد و دستگاه های جدید است. این ممکن است شامل توسعه جدید برای استفاده در دستگاه های الکترونیکی یا طراحی مواد جدید برای استفاده در سیستم های انرژی تجدید پذیر باشد.

فیزیکدانان مهندسی همچنین ممکن است روی توسعه فناوری ‌های تصویربرداری جدید برای کاربردهای پزشکی یا علمی، یا روی طراحی و بهینه‌سازی فضاپیماها و سایر فناوری های مورد استفاده در اکتشاف فضا کار کنند.

معرفی گرایش های رشته فیزیک مهندسی

رشته فیزیک مهندسی در سطح کارشناسی شامل سه گرایش مختلف است که عبارتند از:

گرایش حالت جامد

گرایش پلاسما

گرایش لیزر و اپتیک

در ادامه به معرفی هر گرایش و زمینه های تخصصی و کاربردی آن ها خواهیم پرداخت.

گرایش حالت جامد

این گرایش به مطالعه ساختار بلورین جامدات، نحوه تغییرات چینش یون ها و الکترون های آن ها در شرایط مختلف پرداخته و یکی از شاخه های عمده فیزیک را تشکیل می‌دهد.

این شاخه پس از کشف پدیده پراش پرتو X در ابتدای قرن بیستم به عنوان گسترش فیزیک اتمی شروع به رشد کرد و حالا شامل موضوعات متنوع و گسترده است که شامل موارد زیر می‌شوند:

خواص مکانیکی

خواص الکتریکی

خواص مغناطیسی

خواص اپتیکی

خواص حرارتی جامدات به ویژه جامدات بلوری نانو ساختارها

جامدات رسانا، نیمه رسانا، عایق و ابر رسانا هستند که هر کدام دارای کاربردهای خود هستند. رفتار الکترونی جامدات در دما، فشار و میدان مغناطیسی مختلف به ساختار بلوری، الکترونی و نانو ساختار آن‌ها بستگی دارد که قطعات الکترونیکی و کامپیوتر با استفاده از آن ها ساخته می شوند.

همچنین حسگر های الکترونیکی که برای کنترل و اندازه گیری شدت نور، جریان الکتریسیته، دما و میدان مغناطیسی به کار می روند با استفاده از پدیده هایی مانند: فوتو الکتریک، اثر هال و ترمو الکتریک ساخته می شوند. گرایش حالت جامد با دو رشته فیزیک و مهندسی الکترونیک رابطه نزدیکی دارد.

گرایش پلاسما:

پلاسما یکی از چهار حالت اصلی ماده است که برای اولین بار توسط ارینگ لانگمویر، شیمیدان سوئدی، در دهه ۱۹۲۰ معرفی شد. پلاسما عبارت است از مخلوطی از یون‌های مثبت، الکترون‌ها و اتم‌های خنثی در محیط گازی که درجه یون شدن آن به دمای محیط بستگی دارد.

پلاسما تا پایان قرن نوزدهم به عنوان حالت جدید ماده شناسایی نشده بود که نشان دهنده نادر بودن آن در محیط طبیعی است. تنها نمونه های طبیعی پلاسما آذرخش ها، شفق شمالی و یونوسفر هستند. امروزه با پیشرفت تکنولوژی، از اشکال مصنوعی پلاسما در صنعت و فناوری استفاده می‌شود. برخی از نمونه های پلاسما عبارتند از گاز لوله های فلورسان می باشد.

دروس رشته فیزیک مهندسی

دوره‌های فیزیک مهندسی به گونه ‌ای طراحی شده‌اند که دانش ‌آموزان را با درک عمیقی از اصول مهندسی و فیزیک، و همچنین مهارت ‌ها و دانش مورد نیاز برای اعمال این اصول در مسائل دنیای واقعی، آشنا کنند.

در اینجا برخی از دروس کلیدی که معمولاً در یک برنامه فیزیک مهندسی گنجانده شده است آورده شده است:

‏1. مکانیک: مکانیک مطالعه حرکت و نیروها است و یک حوزه اساسی مطالعه در هر دو فیزیک و مهندسی است. در یک برنامه فیزیک مهندسی، دانش‌آموزان معمولاً دوره‌هایی را در مکانیک کلاسیک می‌گذرانند که موضوعاتی مانند سینماتیک، دینامیک و حفظ انرژی را پوشش می‌دهد.

‏2. الکترومغناطیس: الکترومغناطیس مطالعه میدان های الکتریکی و مغناطیسی است و یکی دیگر از حوزه های اساسی مطالعه در فیزیک و مهندسی است.

در یک برنامه فیزیک مهندسی، دانش‌آموزان معمولاً دوره‌هایی را در الکترومغناطیس می‌گذرانند که موضوعاتی مانند بار الکتریکی، میدان‌های الکتریکی، میدان‌های مغناطیسی و امواج الکترومغناطیسی را پوشش می‌دهد.

‏3. ترمودینامیک: ترمودینامیک مطالعه گرما و دما است و یک حوزه مهم مطالعه در بسیاری از کاربردهای مهندسی است. در یک برنامه فیزیک مهندسی، دانش‌آموزان معمولاً دوره‌هایی را در ترمودینامیک می‌گذرانند که موضوعاتی مانند انتقال حرارت، چرخه‌های ترمودینامیکی و خواص ترمودینامیکی مواد را پوشش می‌دهد.

‏4. اپتیک: اپتیک مطالعه نور و برهمکنش های آن با ماده است و یک حوزه مهم مطالعه در بسیاری از کاربردهای مهندسی از جمله مخابرات، تصویربرداری و سنجش است.

در یک برنامه فیزیک مهندسی، دانش‌آموزان معمولاً دوره‌هایی را در اپتیک می‌گذرانند که موضوعاتی مانند اپتیک هندسی، اپتیک موج و مواد نوری را پوشش می‌دهد.

‏5. مکانیک کوانتومی: مکانیک کوانتومی مطالعه رفتار ماده و انرژی در سطح اتمی و زیر اتمی است و یک حوزه اساسی مطالعه در فیزیک مدرن و بسیاری از کاربردهای مهندسی است.

در یک برنامه فیزیک مهندسی، دانش‌آموزان معمولاً دوره‌هایی را در مکانیک کوانتومی می‌گذرانند که موضوعاتی مانند دوگانگی، حالت‌های کوانتومی و مکانیک کوانتومی اتم‌ها و مولکول‌ها را پوشش می‌دهد.

‏6. علم مواد: علم مواد مطالعه خواص و رفتار مواد است و یک حوزه مهم مطالعه در بسیاری از کاربردهای مهندسی از جمله الکترونیک، انرژی های تجدیدپذیر و هوافضا است.

در یک برنامه فیزیک مهندسی، دانش آموزان معمولا دوره هایی را در علم مواد می گذرانند که موضوعاتی مانند ساختارهای کریستالی، خواص مواد و پردازش مواد را پوشش می دهد.

‏7. طراحی مهندسی: طراحی مهندسی فرآیند طراحی و توسعه فناوری ها و سیستم های جدید است و یکی از حوزه های کلیدی مطالعه در فیزیک مهندسی است.

در یک برنامه فیزیک مهندسی، دانش‌آموزان معمولاً دوره‌هایی را در طراحی مهندسی می‌گذرانند که موضوعاتی مانند روش‌شناسی طراحی، نمونه‌سازی اولیه و آزمایش را پوشش می‌دهد.

برای یادگیری نحوه مطالعه فیزیک میتوانید مقاله روش خواندن فیزیک را مطالعه کنید.

سر فصل دروس رشته فیزیک مهندسی

در ابتدای دوره فیزیک مهندسی، دانشجویان معمولاً با اصول اساسی فیزیک و مهندسی و همچنین ماهیت بین رشته ای این رشته آشنا می شوند. این دوره ممکن است با یک مرور کلی از مکانیک کلاسیک شروع شود، که مطالعه حرکت و نیروها است و موضوعاتی مانند سینماتیک، دینامیک و بقای انرژی را پوشش می دهد.

همچنین ممکن است دانش آموزان با اصول الکترومغناطیس که مطالعه میدان های الکتریکی و مغناطیسی است و موضوعاتی مانند بار الکتریکی، میدان های الکتریکی، میدان های مغناطیسی و امواج الکترومغناطیسی را پوشش می دهد، آشنا شوند.

‏در طول دوره، از دانش آموزان انتظار می رود که درک عمیقی از اصول فیزیک و مهندسی و همچنین مهارت ها و دانش مورد نیاز برای اعمال این اصول در مسائل دنیای واقعی ایجاد کنند.

این ممکن است شامل کار بر روی پروژه‌ها یا تکالیفی باشد که دانش‌آموزان را ملزم به طراحی و توسعه فناوری‌ها یا سیستم‌های جدید یا تجزیه و تحلیل و بهینه‌سازی فناوری‌ها در سیستم‌های موجود شود.

همچنین از دانش آموزان انتظار می رود که به صورت تیمی کار کنند، با دیگران همکاری کنند و ایده های خود را به طور موثر هم به صورت شفاهی و هم به صورت کتبی به اشتراک بگذارند.

معرفی رشته فیزیک مهندسی و بازار کار

رشته فیزیک مهندسی یکی از رشته ‌های پرطرفدار و چالش‌برانگیز در حوزه علوم و مهندسی است. این رشته به دانشجویان امکان می‌دهد تا به صورت هم‌زمان در زمینه فیزیک و مهندسی فعالیت کنند، به طوری که دانش در زمینه ریاضیات و فیزیک را با مهارت‌های مهندسی ترکیب کنند.

با توجه به پیشرفت فناوری و نیازهای روز افزون صنعت و تحقیقات، فارغ ‌التحصیلان رشته فیزیک مهندسی در بازار کار دارای فرصت ‌های بسیار خوبی هستند. برخی از حوزه‌های شغلی مرتبط با رشته فیزیک مهندسی عبارتند از:

1. صنایع الکترونیکی و کامپیوتر: همچنین در طراحی و توسعه سخت‌افزار و نرم‌افزار رایانه‌ها، تجهیزات ارتباطات، مدارهای مجتمع و قطعات الکترونیکی.
2. صنایع نانوالکترونیک و نانوتکنولوژی: طراحی و تولید ساختارهای نانومتری و کاربردهای آن در حوزه‌های مختلف از جمله الکترونیک و پزشکی.
3. صنایع مهندسی فیزیکی: طراحی و تولید تجهیزات و دستگاه ‌های علمی و پزشکی، لیزرها، سنسورها و ‌… .

بازار کار رشته فیزیک مهندسی در ایران

‏بازار کار رشته فیزیک مهندسی در ایران به طور کلی بسیار قوی است و فرصت های زیادی در صنایع و بخش های مختلف موجود است. فارغ التحصیلان فیزیک مهندسی به دلیل ترکیب منحصر به فرد مهارت ها و دانش در هر دو فیزیک و مهندسی، که به آنها امکان می دهد مشکلات پیچیده را حل کنند، بسیار مورد توجه کارفرمایان قرار می گیرند.

‏برخی از صنایع و بخش هایی که فارغ التحصیلان فیزیک مهندسی ممکن است در ایران استخدام شوند عبارتند از:

‏1. هوافضا: فارغ التحصیلان فیزیک مهندسی ممکن است در صنعت هوافضا استخدام شوند، جایی که می توانند روی طراحی و توسعه هواپیما، فضاپیما و فناوری های مرتبط کار کنند. آنها ممکن است در زمینه هایی مانند آیرودینامیک، علم مواد و سیستم های محرکه درگیر باشند.

‏2. انرژی: فارغ التحصیلان فیزیک مهندسی ممکن است در بخش انرژی شغلی پیدا کنند، جایی که می توانند روی طراحی و توسعه فناوری های انرژی تجدیدپذیر، مانند پانل های خورشیدی، توربین های بادی، و سلول های سوختی کار کنند. آنها همچنین ممکن است در زمینه هایی مانند ذخیره و توزیع انرژی درگیر باشند.

‏3. الکترونیک: فارغ التحصیلان رشته فیزیک مهندسی ممکن است در صنعت الکترونیک استخدام شوند، جایی که می توانند روی طراحی و توسعه دستگاه ها و سیستم های الکترونیکی کار کنند. آنها ممکن است در زمینه هایی مانند مواد نیمه هادی، میکروالکترونیک و ارتباطات راه دور دخیل باشند.

‏4. تولید: فارغ التحصیلان رشته فیزیک مهندسی ممکن است در بخش تولید شغل پیدا کنند، جایی که می توانند روی طراحی و توسعه فرآیندها و فناوری های جدید تولید کار کنند. آنها ممکن است در زمینه هایی مانند علم مواد، بهینه سازی فرآیند و کنترل کیفیت دخیل باشند.

‏5. تحقیق و توسعه: فارغ‌التحصیلان فیزیک مهندسی ممکن است در سازمان‌های تحقیق و توسعه استخدام شوند، جایی که می‌توانند روی توسعه فناوری‌ها و سیستم‌های جدید کار کنند. آنها ممکن است در زمینه هایی مانند تحقیقات بنیادی، تحقیقات کاربردی و انتقال فناوری مشارکت داشته باشند.

مشاوره کنکور ریاضی در زمینه گرایش رشته فیزیک مهندسی

‏مشاوره کنکور ریاضی بخش مهمی از فرآیند پذیرش در رشته های فیزیک مهندسی است. این مشاوره برای کمک به دانش آموزان ورودی طراحی شده است که الزامات ریاضی برنامه خود را درک کنند، و همچنین برای شناسایی مناطقی که ممکن است به پشتیبانی یا آمادگی اضافی نیاز داشته باشند.

برخی از موضوعاتی که ممکن است از زبان مشاور تحصیلی کنکور مطرح شود عبارتند از:

‏1. حساب دیفرانسیل و انتگرال: حساب دیفرانسیل و انتگرال بخشی اساسی از فیزیک مهندسی است و دانش آموزان معمولاً باید چندین دوره در حساب دیفرانسیل و انتگرال را به عنوان بخشی از برنامه خود بگذرانند.

مشاوره ورودی ریاضی ممکن است شامل بررسی مفاهیم کلیدی حساب دیفرانسیل و انتگرال مانند حدود، مشتقات و انتگرال ها باشد.

‏2. جبر خطی: جبر خطی یکی دیگر از حوزه های مهم ریاضی برای دانشجویان فیزیک مهندسی است. این رشته شامل مطالعه بردارها، ماتریس ها و تبدیل های خطی است و به طور گسترده در زمینه هایی مانند مکانیک و الکترومغناطیس استفاده می شود.

‏3. معادلات دیفرانسیل: معادلات دیفرانسیل برای مدل سازی طیف وسیعی از پدیده های فیزیکی استفاده می شود و ابزاری ضروری برای دانشجویان فیزیک مهندسی است. مشاوره کنکور ریاضی ممکن است شامل بررسی مفاهیم کلیدی معادلات دیفرانسیل، مانند معادلات درجه اول، معادلات درجه دوم و سیستم معادلات باشد.

‏4. احتمال و آمار: احتمال و آمار از حوزه های مهم ریاضی برای دانشجویان فیزیک مهندسی، به ویژه کسانی که به رشته هایی مانند علم مواد یا مکانیک کوانتومی علاقه مند هستند، هستند. مشاوره کنکور ریاضی ممکن است شامل بررسی مفاهیم کلیدی احتمال و آمار، مانند توزیع احتمال، آزمون فرضیه و تحلیل رگرسیون باشد.

‏علاوه بر بررسی مفاهیم و مهارت های کلیدی ریاضی، مشاوره کنکور ورودی ریاضی ممکن است شامل اطلاعاتی در مورد منابع موجود برای کمک به دانش آموزان در موفقیت برنامه خود باشد.

این ممکن است شامل اطلاعاتی در مورد خدمات آموزشی، گروه‌های مطالعه یا منابع آنلاین باشد که می‌تواند به دانش‌آموزان کمک کند مهارت‌های ریاضی خود را بهبود بخشند و برای درس خود آماده شوند.

سخن پایانی

یکی از رشته‌های زیر شاخه رشته ریاضی، رشته فیزیک مهندسی است. این رشته دارای بازارکار مخصوص به خود است و شما آزموندهنده عزیز برای ورود به این رشته نیاز به شرکت و قبولی در آزمون کنکور دارید.

در مقاله معرفی رشته فیزیک مهندسی به معرفی رشته محبوب فیزیک مهندسی پرداخته ایم و گفتیم که رشته فیزیک مهندسی یک رشته تحصیلی است که مفاهیم و اصول فیزیک را با تکنولوژی و مهندسی ترکیب می‌کند.

در این رشته، دانشجویان با استفاده از مطالعه و تحقیق در زمینه‌ های مختلف فیزیک، برنامه‌ریزی و طراحی سیستم ‌ها، ابزارهای فنی را برای حل مسائل عملی بکار می‌برند.

فیزیک مهندسی، به دانشجویان این امکان را می‌دهد تا در صنایع مختلف نظیر الکترونیک، مخابرات، نانوتکنولوژی، صنعت فضایی و پزشکی، به عنوان مشاوران فنی و تخصصی مشغول به کار شوند. همچنین، آن‌ها می‌توانند در شرکت‌های تحقیق و توسعه، مراکز تحقیقاتی و دانشگاه‌ ها به عنوان پژوهشگران و اساتید فعالیت کنند.

‏سوالات متداول