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2122023-3-4
1:大学物理专业一般有应用物理专业,材料物理专业,光学专业,声学专业等几个主要的专业.
以前有技术物理专业,这个专业是工科,现在一般改为电子(信息)科学与技术专业,主要从事微电子学(电子器件,集成电路),
光电子学(激光,平板显示)等方向,现在比较热门.
2:物理专业的基础课程主要是:
数学:
高等数学,线性代数,概率论与数理统计
数学物理方法:
复变函数,数学物理方程
四大力学:
理论力学,热力学与统计物理,电磁学与电动力学,原子物理与量子力学,这四门课可是物理的经典啊!!!
这些课是低年级上的.
3:高年级时有:
光学,信息光学,固体物理,半导体物理,电子技术(模拟,数字)等等课程
这要看你学什么专业和方向了.
而生物物理学是应用物理学的概念和方法研究生物各层次结构与功能的关系,生命活动的物理、物理化学过程,和物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科。生物物理学旨在阐明生物在一定的空间、时间内有关物质、能量与信息的运动规律。
生物物理学是研究活物质的物理学。尽管生命是自然界的高级运动形式,也仍然是自然界三个量(质量、能量和信息)综合运动的表现。只是在生理体内这种运动变化既复杂又迅速,而且随着生物物质结构的复杂化,能量利用愈趋精密,信息量愈来愈大,使得研究的难度很高。但从另一方面看,研究活物质的物理规律,不仅能进一步阐明生物的本质,更重要的是能使人们对自然界整个物质运动规律的认识达到新的高度。
目录 1 拼音 2 英文参考 3 生物物理学研究的内容 4 生物物理学的发展 1 拼音
shēng wù wù lǐ xué
2 英文参考
Biophysics
生物物理学是应用物理学的概念和方法研究生物各层次结构与功能的关系,生命活动的物理、物理化学过程,和物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科,是物理学与生物学的交叉学科。生物物理学旨在阐明生物在一定的空间、时间内有关物质、能量与信息的运动规律。
生命运动是自然物质最高级的运动形式,它包含并制约着生物体内的机械的、物理的、化学的运动,对生命运动所包含的物理运动的研究,有助于认识生命运动。虽然恩格斯早就提出了这种研究的必要性,但作为专门的生物物理学直到本世纪50年代才诞生,至今仍处于形成和发展的阶段。
3 生物物理学研究的内容
这门学科所包含的内容,按物理学系统可分为生物力学、生物流体力学、生物热力学、生物电学、生物光学、生物磁学和放射生物学等;按生物学系统可分为视觉生物物理、听觉生物物理、肌肉收缩生物物理、神经生物物理、膜生物物理、生物信息论和生物控制论等;按研究层次可分为原子生物物理、分子生物物理、细胞生物物理和复杂体系的生物物理等。不论按哪种方法划分,其研究涉及以下四个方面的内容:
(1)生物体中发生的物理及物理化学过程;
(2)生物组织的物理特性;
(3)物理因子与生物体的相互作用;
(4)物理学理论和方法在生物学研究中的应用。
生物物理学所研究的生物物理性质包括物质的输运性质、生物的半导体性质、液晶态性质及电学、磁学、光学、超声、和流体力学性质等。它所研究的生物物理过程包括视觉、听觉、兴奋传导、细胞运动、物质转运、能量的吸收、传递、储存、转换、利用及生物体中的信息流动和控制过程等。它所研究的物理因子包括光、声、电、磁及电离辐射等。
我国生物物理学会确认的该学科目前的研究范围是:
(1)分子生物物理学。
(2)细胞生物物理学。
(3)功能生物物理学。
(4)生物信息论和生物控制论。
(5)生物组织的物理特性。
(6)物理因子引起的生物效应。
下述问题特别引起重视:生物体系中力的作用;生命所利用的基本粒子;生物的物理性质;生物膜与液晶;生物水;生物的自组织。生物物理学发展很快,其理论和技术正向医学广泛渗透,在中医的经络、藏象、气机等研究中得到日益深入的应用。
4 生物物理学的发展
17世纪考伯提到发光生物荧火虫;1786年伽伐尼研究了肌肉的静电性质;1796年扬利用光的波动学说、色觉理论,研究了眼的几何光学性质及心脏的液体动力学作用;亥姆霍兹将能量守恒定律应用于生物系统,认为物质世界包括生命在内都可以归结为运动。他研究了肌肉收缩时热量的产生和神经脉冲的传导速度;杜布瓦雷蒙德第一个制造出电流表并用以研究肌肉神经,1848年发现了休止电位及动作电位。
1896年伦琴发现了 X射线后,几乎立即应用到医学实践,1899年皮尔逊在《科学的文法》一书中首次提到:“作为物理定律的特异事例来研究生物现象的生物物理学……”,并列举了当时研究的血液流体动力学、神经传导的电现象、表面张力和膜电位、发光与生物功能、以及机械应激、弹性、粘度、硬度与生物结构的关系等问题。
1910年希尔把电技术应用于神经生物学,并显示了神经纤维传递信息的特征是一连串匀速的电脉冲,脉冲是由膜内外电位差引起的。19世纪显微镜的应用导致细胞学说的创立,电子显微镜的发展则提供了生物超微结构的更多信息。
早在1920年,X射线衍射技术就已列入蛋白质结构研究。阿斯特伯里用 X射线衍射技术研究毛发、丝和羊毛纤维结构等,发现了由氨基酸残基链形成的蛋白质主链构象;20世纪50年代沃森及克里克提出了遗传物质DNA双螺旋互补的结构模型。1944年的《医学物理》介绍生物物理内容时,涉及面已相当广泛,包括听觉、色觉、肌肉、神经、皮肤等的结构与功能,并报道了应用电子回旋加速器研究生物对象。
物理概念对生物物理发展影响较大的是1943年薛定谔的讲演:“生命是什么”和威纳关于生物控制论的论点;前者用热力学和量子力学理论解释生命的本质引进了“负熵”概念,试图从一些新的途径来说明有机体的物质结构、生命活动的维持和延续、生物的遗传与变异等问题;后者认为生物的控制过程,包含着信息的接收、变换、贮存和处理。
他们认为既然生命物质是物质世界的一个组成部分,那么既有它的特殊运动规律,也应该遵循物质运动的共同的一般规律。这就沟通了生物学和物理学两个领域。
20世纪20年代开始陆续发现生物分子具有铁电、压电、半导体、液晶态等性质,发现生命体系在不同层次上的电磁特性,以及生物界普遍存在的射频通讯方式等等。但许多物理特性在生命活动过程中的意义和作用,则远还没有搞清楚。
1980年发现两个人工合成DNA片段呈左旋双螺旋,人们普遍希望了解自然界有无左旋DNA存在;1981年人们在两段左旋片段中插入一段AT对,整个螺旋立即向右旋转,能否说明自然界不存在左旋DNA呢?这种特定的旋光性对生命活动的意义现仍无答案。
根据生物的物理特性可以测出各种物理参数。但是由于生命物质比较复杂,在不同的环境条件下参量也要改变。已有的测试手段往往不适用,尚待技术上的突破,才有可能进一步阐明生命的奥秘。
活跃在生物体内的基本粒子(目前研究到电子和质子)的研究,也是探索生命活动的物理及物理化学过程的一个主体部分。生物都是含水的,研究水溶液中电子的行为,对了解生命活动的理化过程极为重要。人们已经发现了生物的质子态、质子非定域化和质子隧道效应等现象,因此需进一步开展量子生物学的研究,探索这些基本粒子在活体内的行为。
光合作用中叶绿素最初吸收光子只在一千万亿分之一秒瞬间完成,视觉过程和高能电离辐射最初始的能量吸收也都是瞬间完成的,这些能量在生物体内最初的去向和行为,从吸收到物理化学过程的出现,究竟发生了什么物理作用,这就需要既灵敏又快速的测试技术。
蛋白质在56℃左右变性,但我们在70℃以上的温泉中还能找到生物;人工培养的细胞保存在零下190℃,解冻后细胞仍与正常态一样,这些生物体内水的结构状态是怎样?如果能把这些极端状态的水的结构与性质阐明,将有助于对生命规律的理解。
生物在亿万年进化过程中,最终选择了膜作为最基本的结构形式。从通透、识别、通讯,到能量转换等各种生命活动几乎都在膜上进行,膜不仅提供场所,它本身也积极参与了活动。
有时一种技术的出现将使生物物理问题的研究大大改观。如 X射线衍射技术导致了分子生物物理学的出现。因此虽然技术本身并不一定就代表生物物理,但它对生物物理学的发展是非常关键的。
生物科学专业包括了生物科学和生物技术两个专业方向,这些专业学科主要培养学生学习生物科学技术方面的基本理论、基本知识。单独的生物系属于理科,自然科学6大学科之一,毕业后是理学学士。但是有很多生物相关专业是属于工科专业,例如生物工程,生物信息技术,生物化学工程之类的专业。
生物科学和生物技术两个专业方向,这些专业学科主要培养学生学习生物科学技术方面的基本理论、基本知识,学生将受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练,进而具有较好的科学素养及初步的教学、研究、开发与管理的基本能力。其核心课程主要包括了动物生物学、植物生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、普通生态学等学科;必修课程则包括无机及分析化学、有机化学、大学数学、大学物理学、生物统计学、发育生物学、生物技术概论、进化生物学,生物化学,微积分等。
关于生物物理学的定义,有许多不同的看法。现列举文献中或网络上出现的四种定义。
定义一: 生物物理学是由物理学与生物学相互结合而形成的一门交叉学科。它应用物理学的基本理论、方法与技术研究生命物质的物理性质,生命活动的物理与物理化学规律,以及物理因素对机体的作用。
定义二: 生物物理学是生物学和物理学之间的边缘学科,它用物理学的概念和方法研究生物各层次的结构与功能的关系,以及生命活动的物理过程和物理化学过程.
定义三:生物物理学是物理学与生物学相结合的一门边缘学科,是生命科学的重要分支学科和领域之一。生物物理学是应用物理学的概念和方法研究生物各层次结构与功能的关系、生命活动的物理、物理化学过程和物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科。生物物理学旨在阐明生物在一定的空间、时间内有关物质、能量与信息的运动规律。
定义四:生物物理学是运用物理学的理论、技术和方法,研究生命物质的物理性质、生命过程的物理和物理化学规律,以及物理因素对生物系统作用机制的科学。
上面的四个定义表述方法虽各有不同,但都认为生物物理学是一门生物学和物理学相互作用的学科,也都是从生物物理学的研究对象上来阐述其定义的。
生物物理学研究的内容十分广泛,涉及的问题则几乎包括生物学的所有基本问题。由于生物物理学是一门正在成长着的边缘学科,其具体内容和发展方向也在不断变化和完善,它和一些关系特别密切的学科(生化、生理等)的界限也不是很明确。现阶段,生物物理的研究领域主要有以下几个方面:
3.1.1分子生物物理。分子生物物理是本学科中最基本、最重要的一个分支。它运用物理学的基本理论与技术研究生物大分子、小分子及分子聚集体的结构、动力学,相互作用和其生物学性质在功能过程中的变化,目的在于从分子水平阐述生命的基本过程,进而通过修饰、重建和改造生物分子,为实践服务。
生物大分子及其复合物的空间结构与功能的关系是分子生物物理的核心问题。自从50年代X射线衍射晶体分析法应用于核酸与蛋白质获得成功,奠定了分子生物学发展的基础,至今已有40余年历史。在这段时期中,有关结构的研究大体上经历了3个主要阶段:①晶体结构的研究;②溶液中生物分子构象的研究;③分子动力学的研究。分子构象随时间变化的动力学,分子问的特异相互作用,生物水的确切作用等是分子生物物理今后的重要课题。
3.1.2膜与细胞生物物理。膜及细胞生物物理是仅次于分子生物物理的一个重要部分。要研究膜的结构与功能,细胞各种活动的分子机制;膜的动态认识,膜中脂类的作用,通道的结构及其启闭过程,受体结构及其与配体的特异作用,信息传递机制,电子传递链的组分结构及其运动与能量转换机制都是膜生物物理的重要课题。细胞生物物理目前研究的深度还不够,随着分子与膜生物物理的进展,细胞各种活动的分子机制也必将逐步阐明。
3.1.3感官与神经生物物理。生命进化的漫长历程中出现了能对内、外环境作出反应的神经系统。神经系统连同有关的感觉器官在高等动物特别是在人体内已发展到了高度复杂的程度,其结构上的标志是出现了大脑皮层,功能上大脑是最有效的信息处理、存贮和决策机构。因此感官和脑的问题已经成为神经生物学注意的中心。研究的主要问题有:①离子通道;②感受器生物物理;③神经递质及其受体;④神经通路和神经回路研究;⑤行为神经科学。这是生物物理最早发展,但仍很活跃的一个领域,特别应该指出的是目前“神经生物物理”受到极大重视,因为这是揭开人类认识、学习、记忆以至创造性活动的基础。
3.1.4生物控制论与生物信息论。主要用控制论的理论与方法研究生物系统中信息的加工、处理,从而实现调节控制机制。它从综合的、整体的角度出发,研究不同水平的生物系统各部分之间的相互作用,或整个系统与环境之间的相互作用,神经控制论和生物控制系统的分析和模拟是其两个重点。
3.1.5理论生物物理。是运用数学和理论物理学研究生命现象的一个领域,既包括量子生物学和分子动力学等微观研究,也包括对进化、遗传、生命起源、脑功能活动及生物系统复杂性等宏观研究。目前已从药物、毒物等简单分子逐步向复杂体系过渡,试图从电子水平说明生命现象的本质,涉及各种生命活动的基础。但在方法上还必须不断发展以适应需要。
3.1.6光生物物理。光生物物理是研究光生物学中的光物理与原初光化学过程,即研究光的原初过程的学科。主要研究问题有:①光合作用;②视觉;③嗜盐菌的光能转换;④植物光形态建成:⑤光动力学作用;③生物发光与化学发光。
3.1.7自由基与环境辐射生物物理。研究各种波长电磁波(包括电离辐射)对机体和生物分子的作用机制及其产生效应的利用与防护基础研究。主要内容有:①自由基;②电离辐射的生物物理研究;③生物磁学与生物电磁学。
3.1.8生物力学与生物流变学。它的兴起是由于人们对认识生命运动规律、保护人类健康、生物医学工程和生物化学工程的需要。主要内容有:①生物流体力学;②生物固体力学;③其它生物力学问题;④生物流变学。其中血液流变学占主导地位,这是因为它与临床密切结合,所以发展特别迅速。
3.1.9生物物理技术。生物物理技术在生物物理中占有特殊的地位,以致成为该学科中不可缺少的一个重要组成部分。这是因为每一项重要技术的出现常常使生物物理的研究进到一个新的水平,推动学科迅速发展。X射线衍射分析、核磁共振技术及常规波谱分析都是很典型的例子。生物物理技术和仪器的另一重要任务就是根据研究课题的需要设计新的仪器。如为了研究细胞膜上的脂和蛋白分子的侧向扩散运动而设计的荧光漂白恢复技术(FPR)等。
3.2生物物理学研究的现状
(1)分子生物物理学是整个生物物理学的基础,也是当前研究的重点,占主导地位(占1/3)
(2)膜与细胞生物物理学是把分子生物物理学原理应用到生物活体系的第一个目标,即用分子的语言描述膜与细胞的结构与功能(占1/3)
(3)开展动态的、活体的检测与研究,发展相关检测技术。
(4)对更高的复杂层次的研究,如对视觉、脑和神经活动的研究。
生命科学各个领域的研究中,几乎都需要生物物理学的参与;与此同时,生物物理学自身也在不断发展,充实新内容,开拓新领域。
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