十三、物理
本科课程提供灵活性，以适应具有一系列兴趣的学生，使他们能够在部门外承担相当大的课程负担。准备研究生院的学生可以选择各种高级课程。研究生学习主要集中在研究上，同样重视理论和实验研究。除了理论和实验基本粒子物理学，理论和实验重力和宇宙学，实验核和原子物理学，数学物理学和理论凝聚态物理学的传统优势之外，该系还拥有强大且不断发展的实验凝聚态物理和生物物理学团队。
1.物理入门I
基础物理课程，涵盖经典力学，流体力学，基本热力学，声音和波浪。符合医疗要求。一个讲座，三个班，三小时的实验室教学。基础物理课程，涵盖电学，磁学和量子世界的介绍。符合医疗要求。两个90分钟的讲座和三小时的实验室教学。
2.普通物理I
在介绍层面研究了控制机械系统中物体，力和能量形式运动的物理定律。以微积分为主，主要面向工科和理科学生，符合医学预科要求。物理和微积分的一些准备是可取的； 可以同时进行微积分。一个示范讲座，三个班，三小时的实验室教学。1.从静电，直流和交流电路到光学的电磁学，以及现代物理学的学科都在介绍层面进行处理。物理和微积分的一些准备是可取的； 可以同时进行微积分。以微积分为主，主要面向工科和理科学生，符合医学预科要求。一个示范讲座，三个班，三小时的实验室教学。
3.高等物理（力学）
本课程与物理学和微积分学做好准备的水平相当于1。与1相比，对材料的处理更加深入，数学成熟度更高。对1人感兴趣的学生应该报名参加1.三周后，课程将与那些符合资格且有兴趣在剩下的学期内输入1的学生重新组织。这两门课程都可以导致物理专业。一个示范讲座，三个班，三小时的实验室教学。
4.高等物理（电磁学）
高等物理课程处于更复杂的水平，强调电磁力和电磁辐射的统一。要进入本课程，学生必须在1中取得好成绩.1名学生必须参加阅读期间给予的狭义相对论讲座，作为1的一部分。三个讲座，一个班，三小时的实验室教学。
5.未来领导者的物理学
我们社会的未来领导者需要了解什么是物理和技术？该课程专为有朝一日成为我们有影响力的公民和决策者的非科学家而设计。无论在哪个领域，他们都将面临物理和技术发挥重要作用的重要决策。本课程的目的是介绍解释科学和技术信息以及做出最佳决策所需的关键原则和基本物理推理。学科包括能量和能量，原子和亚原子物质，波状现象和光，以及爱因斯坦的相对论。
7.工程，数学，物理综合导论
综合课程涵盖和的材料，重点是工程应用。物理学科包括：应用于流体力学的力学，波动现象和热力学。该实验室围绕一个课程来构建，发射和分析水推进火箭的飞行动力学。一个讲座，三个指导，三小时的实验室教学。综合课程涵盖和的材料，重点是工程应用。数学学科包括：矢量微积分； 偏导数和矩阵； 线积分； 简单微分方程； 表面和体积积分和格林，斯托克斯和分歧定理。
8.经典力学
经典力学，重点是拉格朗日方法。基础物理学是牛顿学，但是根据需要引入更复杂的数学来理解更复杂的现象。这个密集课程的学科包括拉格朗日力学的形式主义，中心力运动和散射，刚体运动和非惯性力，小振荡，耦合振荡和波。两个90分钟的讲座。
9.力学与波动
涵盖分析力学的基础知识，但在转向量子力学和量子统计力学的各个方面之前，将重点转移到波动现象。相对论比中通常具有更大的权重。为学生提供了一条通向物理集中的路径，这种路径不如强，而且对于数学背景较少的学生来说更容易获得。两个90分钟的讲座。
10.量子力学原理
量子力学的介绍，原子，电子，光子和其他基本粒子的物理学。学科包括状态函数和概率解释，薛定谔方程，不确定性原理，特征值问题，算子及其代数，角动量和自旋，微扰理论和氢原子。两个90分钟的讲座。
11.计算物理研讨会
编码简介及其在数据收集，分析和统计推断中的应用。该课程包括每周动手实验，通过Jupyter和模块向学生介绍Linux编码环境。实验室涉及配置Raspberry Pi以与硬件传感器连接以收集中断驱动的测量。假设检验的多变量鉴别器和置信水平将应用于数据样本。实验室是从加速度计和光电探测器到外部源的不同形式的传感器数据中提取的，包括射电天文学和美术馆绘画的XRF分析。
12.实验物理研讨会
克里斯托弗乔治塔利该研讨会介绍了电子和仪器仪表的基本技术。该课程包括每周动手实验室，向学生介绍迷人的电子世界。我们首先学习如何构建电路并探测它们的行为，然后探索如何创建仪器和进行测量。我们从模拟电子学开始，然后使用FPGA进行可编程数字逻辑。最后的课程涉及在FPGA中实现的机器学习，这是现代电子学可以做的事情的一瞥。
13.自然科学的综合定量导论I
物理，化学，分子生物学和计算机科学的综合，数学和计算复杂的介绍。
14.热物理学
统一介绍具有多个自由度的系统物理学：热力学和统计力学，包括经典和量子。应用包括相平衡，经典和量子气体，以及固体的性质。三个讲座。
15.先进的电磁学
电磁理论的扩展包括麦克斯韦方程的一些重要应用。拉普拉斯方程的解，边值问题。迟钝的潜力。电磁波和辐射。狭义相对论。根据需要开发数学工具。两个90分钟的讲座。
16.量子理论导论
关于量子力学基本原理的第二门课程，重点是原子和固态物理学问题的应用。两个90分钟的讲座。
17.裂变科学与聚变能
我们开发裂变和聚变能量背后的科学思想。对于裂变，我们从基本核物理学转向计算链式反应，了解反应堆和核武器的工作原理。我们研究安全和废物问题以及核扩散。我们看一下新的反应堆概念。为了融合，我们解决了限制热电离气体（称为等离子体）的物理过程。我们致力于控制大规模的不稳定性和小规模的湍流。我们研究了具有经济吸引力的聚变能源发展的进展和前景以及挑战。
18.实验物理
该课程提供来自先进实验室系列的六个不同实验。实验包括约瑟夫森效应，ß衰变，全息术，穆斯堡尔谱，光学泵浦。讲座强调现代实验方法和装置。一个讲座，一个实验室课程。
19.广义相对论
该课程是本科生广义相对论的入门课程。学科包括早期宇宙，黑洞，宇宙弦，虫洞和时间旅行。两个90分钟的讲座。专为科学和工程专业设计。
20.全球地球物理学
介绍全球地球物理学的基本原理。在黑板上讲授，由四部分组成，这些材料构成了最终的连贯图像（我们如何知道）固体地球的结构和演化：重力，磁力，地震学和地球动力学。重点是物理原理，包括控制方程的数学推导和解决方案。两个90分钟的讲座。
21.恒星和恒星形成
该课程是恒星由星际气体云的引力坍缩形成，随着它们的进化，恒星将一些气体返回到星际介质中； 改变其物理状态和化学成分。本课程讨论星系中气态和恒星成分的性质和演化； 漫星和密集星际介质的物理特性，恒星形成的理论和观察； 恒星结构； 能量产生和核合成； 恒星演化； 和恒星结束状态。两个90分钟的讲座。
22.物理学的数学方法
对现代理论物理学至关重要的数学方法和技术。讨论了群论，李代数和微分几何等学科，并将其应用于具体的物理问题。将特别关注源自物理学的数学技术，例如功能整合和当前代数。共计三节课。
23.现代物理学I：凝聚态物理学
本课程介绍现代凝聚态物理，以量子和统计力学为基础，研究固体的电子特性，包括带理论。金属，量子霍尔效应，半导体，超导体和磁性，以及凝聚系统中的相变和固体和液晶的结构和动态。两个90分钟的讲座。
24.现代物理学II：核和基本粒子物理学
核和基本粒子物理学的基本特征被描述和解释，主要是在“标准模型”的背景下。讨论了当前感兴趣的问题。两个90分钟的讲座。
25.现代经典动力学
该课程讨论了经典动力学描述的一些最重要和最美丽的现象。这包括广义哈密顿系统和变分原理，冲击波传播，引力不稳定性，简单孤子和涡旋以及湍流和周期倍增理论的基本阐述。两个90分钟的讲座。
26.地球内部物理与化学
地球是一个物理系统，其过去和现在的状态可以在物理和化学的框架内进行研究。学科包括当前的地球物理概念和地球物质的物理和化学； 地球的起源和演变； 和内部动态过程的本质。一个重点是将宏观尺度上的地质过程与矿物和岩石的基本材料特性联系起来。三个讲座。先修课程：大学一年级化学或物理（最好是两年）和微积分。
27.地球动力学
建立和解决与固体地球科学相关的边界值问题的高级介绍。学科包括热流，流体流动，弹性和板弯曲，以及岩石流变学，应用于地幔对流，岩浆运移，岩石圈变形，结构地质和断层力学。两个90分钟的讲座。
28.电和磁
从先进的角度系统地处理电磁现象的理论。讨论麦克斯韦方程，特别注意它们的物理意义。其他学科包括介电和磁介质，辐射和散射。
29.量子力学
非相对论量子力学的物理原理和数学形式。这些原则将通过选择应用于原子物理学，粒子物理学和凝聚态物质的学科来说明。
30.高级量子力学
该课程在物理学5之后的高级量子力学的一学期课程。在简要回顾一些基本学科（例如，氢原子，微扰理论，散射理论）之后，将涵盖更多高级学科，包括多体理论，算子理论，相干态，物质稳定性和其他库仑系统以及玻色气体理论。
31.数学物理专题
该课程涵盖了数学物理学的当前学科。提供课程时提供的更具体的学科细节。
32.量子场论
量子场论介绍。Klein-Gordon和Dirac场的量化。与费曼图的相互作用。量子电动力学的基本过程。介绍非阿贝尔规范理论，辐射校正。
33.高级量子场论
相对论量子理论的高级学科：重整化群，非微扰技术（孤子，瞬间）和弯曲空间中的量子场。
34.统计力学
研究了统计力学的物理原理和数学形式，重点是热力学，凝聚态物理，物理化学和天体物理学的应用。
35.蒙特卡罗与统计物理与材料科学中的分子动力学模拟
本课程探讨了在分子和电子尺度上模拟物质的方法。将涵盖分子动力学，蒙特卡罗和电子结构方法，重点是写作和/或执行原子和电子结构模拟的模拟代码的实践经验。
36.数学物理概论
物理学中严格的数学方法介绍。涉及的学科包括经典和量子统计机制，量子多体问题，群论，Schroedinger算子和量子信息理论。
37.相对论简介
从零开始到引力理论的现代介绍，重点是量子效应，超对称，弦乐和黑洞。
38.凝聚态物理概论
该课程在秋季学期，该课程探索晶体，声子，传输和磁性，金属筛选和超导性的电子结构。在春季学期，重点是“软”凝聚态物理，包括流体，聚合物，液晶，相变，广义弹性，位错，动力学和流体动力学。
39.高能物理
现代基本粒子物理概述。基本形式主义是在量子电动力学的背景下发展起来的，然后使用局部规范不变性原理将其概括为当前基本力的“标准模型”。然后将后者应用于各种物理情况。具体学科包括：弱衰变，W和Z物理，深度非弹性散射，CP违反，中微子振荡和希格斯搜索，重点是当前感兴趣的领域。该课程还涵盖了加速器和探测器物理学的关键概念。
40.高级凝聚态物理II
费米液体，Luttinger液体，量子霍尔效应，超导性，量子磁性，近藤效应和定位。
41.高能物理专题
规范理论中的大N扩展； 封闭和开放字符串的量化； 弦扰动理论和共形场理论技术； 字符串有效行动； 和大N矩阵模型和随机曲面。
42.理论高能物理专题
超弦理论； 低能量有效行动； 超重力的p-brane解决方案； Dirichlet branes； D-brane接近黑洞； AdSCFT通信。
43.物理化学专题
涵盖的学科每年不同，选自以下内容：国家选定的化学过程； 高分辨率光谱； 能量转移和再分配； 激光诱导化学； 表面化学； 共轭聚合物的电子特性； 非线性光学材料； 物理电化学； 异质反应动力学； 光谱学和聚类动力学和混乱的系统。
44.生物物理学和定量生物学专题
分析最近关于生命现象的定量，理论基础方法的工作。学科每年轮流，涵盖生物组织的各个层面，包括（例如）光合作用的初始事件，早期胚胎发育，蛋白质家族的进化，大脑中的编码和计算，动物群体中的集体行为。在高级本科阶段学习相关物理和适用数学的知识，并提供更高级学科的教程。讲座与学生讨论近期和经典论文的结合。
45.实验物理中的电子方法
模拟电路：运算放大器，有源滤波器，低电平测量，传感器，锁相环和电源：数字电路：逻辑，触发器，计数器，数据传输，AD和DA转换器和定时器； 和计算机硬件； 计算机体系结构和微型和微型计算机接口进行了研究。学生们建立了大约0个从分压器到微型计算机的电路。
46.生物物理学
物理学家对生物学中选定学科的看法。该课程探讨了从个体生物分子及其复合物的功能到生物系统新兴集体性质的各种问题。物理学家对生物学中选定学科的看法。该课程探讨了从个体生物分子及其复合物的功能到生物系统新兴集体性质的各种问题。
47.宇宙物理学
保罗约瑟夫斯坦哈特介绍紧凑物体的物理和天体物理学，包括白矮星，中子星和黑洞。学科包括无线电脉冲星，X射线双星和伽马射线爆发。本课程涵盖了当代宇宙学中的各种先进概念，包括膨胀，循环宇宙，暗物质和暗能量，以及如何通过宇宙微波背景和大尺度结构的宇宙观察来探索它们。该课程将与普林斯顿大学理论物理中心年秋季及以后的大爆炸课程密切相关，包括每周与研讨会发言人举行的会议。
48.先进的固态电子物理
该课程介绍无序结构中的电子局域化Anderson模型和定位理论； 相关电子系统Hubbard模型，Mott过渡； 金属，绝缘体在相关和无序材料中的转变； 量子大厅效应整数和分数； 和量子相变。
49.行星与生命
本科课程通过了解天体物理学，化学，生物学和地质学原理以及工程学，使学生掌握发现陆地和外星生命起源的领导角色的技能。
50.等离子物理
等离子体是物质的第四种状态，是自由移动的带电粒子的集合，其中诸如波的集体现象支配着系统的行为。该课程的目的是为研究生提供强有力的跨学科支持和培训。感兴趣的范围包括等离子体的基础研究，它们与表面和周围环境的相互作用，以及与其应用相关的技术。
