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本系自成立以來，一直是教學與研究並重，在教學方面，本系的特色是課程領域涵蓋廣泛，使大學部學生及研究生能充分地按照個人興趣學到各重要的課程，老師們授課也多以嚴謹著稱 。在研究方面，從基礎物理到應用物理的各種物理研究領域都有涵括。近年來「遠見」及「天下」雜誌對國內物理系作過一系列教學與研究評鑑，本系均名列榜首。

本系強調實驗與理論並重，以培養具有理論基礎及應用技術之科技人才為目標。大學部課程分為光電物理組與應用物理組，其教學與訓練重點，分別著重光電相關知識與物理相關應用技術之訓練。除課堂教學外，利用專題研究、參訪、競賽等形式，加強師生互動，增進學生對科技產業發展趨勢之了解，並提高學生對學習興趣。師資陣容堅強，研究成果卓越，近六年科技部物理學門研究計畫案總件數與總金額，全國前10名，私校第1名。

本系希望培養出具有批判性思考及獨立解決物理相關問題的各類研發人才。本系除了一般傳統物理系的核心領域，如電磁、凝態物理、統計物理、計算物理、天文物理、高能物理、原子、分子及光學物理外，近來更致力於發展新一代量子技術及科技，冀望為下一代科技產業培養先端領導人才。

物理科學知識是發展高科技產業的基石，經由完整的物理科學教育訓練，培育學生具有分析事理、發現問題及解決問題的能力。透過學習力學、電磁學、熱力學、量子物理、物理數學等之基礎物理知識，與相應之實驗操作訓練，進而應用於奈米科學、近代天文及宇宙物理、計算材料科學、量子通訊等。

從日常生活中學物理。偉大的物理發現，往往來自於對日常自然現象觀測。舉例來說，為什麼行進中的腳踏車比靜止時更容易平衡呢？投棒球時，如何投出變化球？或是晚上在看星星時，問問自己宇宙有沒有邊境呢？又或時常在電影劇情中套用物理理論，在實際世界中可能發生嗎？
保持疑問的態度，打破砂鍋問到底。當發現有趣的物理現象或是系統，試著找出其中的規律，跟列舉出可能影響的因素，試著套用學習過的物理知識來解釋觀察的現象。這些都可幫助培養物理的興趣，而興趣可以成為動力，進而持之以恆。
同學間，老師，助教互相討論。理論的完備性，需要經過邏輯的考驗，而與他人相互討論，往往可以找到自己物理觀念上的盲點跟矛盾。
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可以準備高中時期所參與物理，科學或資訊活動、競賽或相關研習之證書或獎狀，或準備高中時期參加社團團隊作品或成果之參與紀錄與特殊表現。

在物理系學習到的，不僅僅是對自然科學的暸解，我們更希望學生能夠在這個學習過程中，培養出嚴謹和仔細解決複雜問題的習慣。在這個基礎下，訓練我們的學生在解決問題的過程中，能提供以物理學為背景和依據的想法，並藉由研究基礎科學所養成的批判性，來找到問題的根源。所以，清華物理的教育目標不僅著重學術研究，更是希望培育有深厚學理基礎的產業人才。

物理系課程著重在基礎科學知識的瞭解及應用，並培育學生具有發現問題、分析問題、及解決問題的能力。本組除了物理基礎相關課程之外，將加強學生在計算物理相關知識與技能之訓練，並可延伸至新穎材料物理與天文物理/宇宙學方的應用，使其未來在從事科研及就業方面更具備競爭力。

大眾易誤解物理畢業生只能當老師。但清華物理的畢業生在半導體、機電、光學等產業皆有極佳的就業機會與職涯發展。在這裡我們不單單著重於培養先端物理研究人才，我們也非常注重培養學生投入科技研發的能力，這些能力讓物理系的學生在大學畢業後有更大的自由度選擇自己喜歡的專業。

物理系的生涯發展絕對不僅限於大學教師或是中小學老師，現代科技產業的發展變化迅速，更需要具備有相當的基礎科學知識才能勝任。物理系所傳授的便是科技發展所需要的基礎科學知識，透過適當的課程安排來培育學生的思考邏輯及解決問題的能力，有了能力再加上個人興趣的培養，學生將可在各行各業適興發展。

高中生對物理系最大的誤解，就是把物理跟大量且艱深的數學工具劃上等號。事實上，物理學的研究包含觀測、實驗和理論。前兩項和部分理論建立並不需要超群的數學能力。的確，物理系跟大部分理工科系相比，在高階數學工具上有較多的運用。但是這些數學工具在解決大型的，複雜的工程問題中也是必需的，提早學習並不是壞事。

物理學是一門很有趣的科學知識，強調的是藉由觀察、分析、驗證與理解來了解我們生活周遭的自然現象，進而培養使用這些知識的能力，也就是分析問題、解決問題的能力。

三大類學生適合唸清華物理:
(1)對物理有興趣，有志從事學術研究或物理教育，
(2)對物理有興趣，有志成為產業界的高階研發人才，
(3)數理能力佳，但不確定自己的興趣及未來的方向。
更多清大物理相關資訊，請參考本系網址：http://phys.site.nthu.edu.tw/。

本系在材料科學相關領域的研究上有優良的傳統及優異的表現，近年來在同步輻射光源應用在材料科學研究上更是執國內相關研究發展之牛耳。另外，本系也是國內少數有天文物理專業研究的系所，系上老師所組成的研究小組不僅活躍於國內的相關研究，也參與國際上知名的研究團隊(如2015年諾貝爾物理獎得主Prof. Takaaki Kajoita所領導的研究團隊)。