物理学

物理是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学，是一门以实验为基础的自然科学。在美国，几乎所有的学校都设置有单独的物理学系，而由于天文学也是物理学的一部分，因此也有学校把物理和天文两个专业设置在一起，称为物理和天文学系。

物理学有许多分支，按照研究的方法进行划分，包括实验物理和理论物理。按照研究的领域进行划分，包括量子物理学，等离子体物理，粒子（高能）物理，核物理，AMO（原子/分子/光学）物理，天体物理，以及凝聚态物理。随着现代物理学和其他学科的结合越来越紧密，逐渐产生了应用物理，生物物理这两个交叉方向。物理是一个成熟的古老学科，分支已经非常成熟，每个分支都有许多学校开设。以下是各个分支研究内容及申请热门程度的简要介绍：

天体物理

天体物理学是应用物理学的技术、方法和理论。该方向研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的天文学分支学科。天体物理学分为：太阳物理学、太阳系物理学、恒星物理学、恒星天文学、星系天文学、宇宙学、宇宙化学、天体演化学等分支学科。另外，射电天文学、空间天文学、高能天体物理学也是它的分支。其中高能天文物理发展较快，主要任务是研究天体上发生的各种高能现象和高能过程。

量子物理学

量子物理学是基于量子力学的一门学科，是一门研究震动中的微粒子的物理学。学家们在研究原子、分子、原子核、基本粒子时所观察到的关于微观世界的系列特殊的物理现象称为量子现象。量子世界除了其线度极其微小之外（10-10～10-15m量级），另一个主要特征是它们所涉及的许多宏观世界所对应的物理量往往不能取连续变化的值，（如：坐标、动量、能量、角动量、自旋），甚至取值不确定。许多实验事实表明，量子世界满足的物理规律不再是经典的牛顿力学，而是量子物理学。量子物理学是当今人们研究微观世界的理论，也有人称为研究量子现象的物理学。

等离子体物理学

等离子体内部存在着很多种运动形式，并且相互转化着，高温等离子体还有多种不稳定性。因此等离子体研究是个非常复杂的问题。等离子体的实验研究，因为因素复杂多变，所以难度也很大，目前精确度还不高。现在正在大力进行这方面的研究，以期能够发展出一套方法，使等离子体的温度升高到一亿度以上，并能控制它的不稳定性,在足够长的时间内，将它约束住,使热核反应得以比较充分地进行下去。对等离子体物理的研究最初的目的是解决日益严重的能源问题。

粒子（高能）物理

高能物理学(high energy physics)又称粒子物理学或基本粒子物理学，它是物理学的一个分支学科，研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质，和在很高的能量下，这些物质相互转化的现象，以及产生这些现象的原因和规律。它是一门基础学科，是当代物理学发展的前沿之一。欧洲大型强子对撞机09年开始运作，使得高能物理的研究欣欣向荣。

核物理

核物理学又称原子核物理学，是20世纪新建立的一个物理学分支。它研究原子核的结构和变化规律；射线束的产生、探测和分析技术；以及同核能、核技术应用有关的物理问题。原子核物理和高能物理有很大的相似之处。如今的核物理已不再是研究物质结构的最前沿。不过核物理已经在很多方面都已经很大的应用。例如现在的核能，辐照加工、食品的保藏和医药的消毒、辐照育种、辐照探伤以及放射医疗等。

AMO（原子/分子/光学）物理

光学是研究光辐射的性质及其与物质相互作用的一门基础学科，包括光的产生、传输与探测规律，光与原子、分子、凝聚态物质、等离子体相互作用的线性和非线性光学过程、光谱学特征，以及光学与其它学科交叉的有关问题及应用。光学学科的发展与理论物理、凝聚态物理及材料科学等的发展密切相关，也对信息科学、生物、化学及医学等的进步产生深刻影响。由于与前沿科技比较贴近，光学系的人际关系网很广，尤其是和industry的联系密切。

凝聚态物理

凝聚态物理学是现在物理学最大的分支领域，是从微观角度出发，研究由大量粒子（原子、分子、离子、电子）组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科，以固体物理为基础的外向延拓。目前此一领域有两大热门方向“超导”和“纳米”，其他研究对象除晶体、非晶体与准晶体等固相物质外还包括从稠密气体、液体以及介于液态和固态之间的各类居间凝聚相。