按照物理在发展中的轨迹和不同的研究侧重，物理学被分成了若干相辅相成的分支，如：物理与应用物理;经典物理学与现代物理学;理论物理学、计算物理学及实验物理学等等。

 

　　其中，物理与应用物理，顾名思义就是研究物理学本质或其应用。而经典物理学，主要包括力学、热力学、电磁学等先今已经趋于成熟的传统分支学术领域;一般来说，经典物理学通常论述正常观察尺寸的系统，致力于寻求普适定律。而对于论述极端或非常大尺寸、极小尺寸的系统，通常被划分入现代物理学的范畴。现代物理学的两大核心理论——量子力学和相对论——提供了关于空间、时间、物质和能量的崭新绘景。而从研究方法的角度，物理学又可以被归类成理论物理学、计算物理学和实验物理学，而理论物理学与计算物理学有着极大的交叉。理论物理学家通常致力于发展数学模型，通过建立数学模型来尝试解释物理现象;而实验物理学家通过设计实验来验证理论的预测并探索新的物理现象。虽然，理论和实验一般是分开进行的，它们彼此之间息息相关。当实验者发现一个新现象，而已知理论无法解释这新现象，或者当根据新理论所作出的预测，可以通过设计精致实验来检验时，持着大胆假设，小心求证的研究态度，物理学往往会有所进展。

 

　　从研究领域来说，以下对物理常见物理的分支及学校进行简要介绍：

 

　　1.ATOMIC/ MOLECULAR/OPTICAL (AMO)原子、分子、光子物理

 

　　AMO物理学家主要从事高能激光、精密测量及原子捕捉等研究。现今比较热门的研究方向包括：超冷原子, BCE, 光子探测，电子磁撞光谱学，量子信息,飞秒科学, Atomic And Molecular Trapping And Cooling, Coherent Control, Applied Optics, Quantum Computing And Cryptography等;

 

　　AMO方向牛校：科罗拉多波尔德分校， 麻省理工大学，哈佛大学，斯坦佛大学，加州大学伯克利分校，马里兰大学，罗切斯特大学，加州理工，亚利桑那大学，莱斯大学，密歇根大学安娜堡，康奈尔大学，芝加哥大学，中佛罗里达大学，德州大学奥斯汀分校，俄勒冈大学，宾州州立大学，南加州大学，弗吉尼亚大学等;

 

　　2.CONDENSED MATTER凝聚态物理

 

　　凝聚态物理主要研究的是凝聚态物质的微观结构和组成粒子之间的相互作用、运动规律并发掘出其物质特性与用途。是当今物理学中最活跃的分支学科之一，其核心在于对材料的发现、理解和应用。在美国比较常见的研究内容包括：CalculationalMaterials Physics, Nonlinear and Quantum Optics, Ultra-low-temperature Physics, NanoscalePhysics, Thin Films, Superconductivity, NMR Studies等;

 

　　凝聚态物理方向牛校：伊利诺伊香槟分校，斯坦福大学，麻省理工大学，加州大学伯克利分校，加州大学圣芭芭拉分校，康奈尔大学，哈佛大学，普林斯顿大学，加州理工大学，马里兰大学，芝加哥大学，哥伦比亚大学，加州大学圣地亚哥分校，宾州州立大学，罗格斯大学，明尼苏达大学双城分校等;

 

　　COSMOLOGY/RELATIVITY/GRAVITY宇宙学、相对论

 

　　该学科主要是在Albert Einstein, Isaac Newton, Edwin Hubble及其他物理学家理论的基础上，研究宇宙及星体的学科。常见研究方向包括：宇宙背景辐射，星系形成,Dark Matter, Dark Energy, Inflation, Planetary Astrophysics, Galactic Black Holes And Magnetic Fields, Gravity Waves, Interstellar Medium, Extrasolar Planets等;

 

　　该方向牛校：普林斯顿大学，加州理工大学，芝加哥大学，哈佛大学，斯坦福大学，加州大学伯克利分校，麻省理工，加州大学圣芭芭拉分校，德州大学奥斯汀分校，约翰霍普金斯大学，宾州州立大学，宾夕法尼亚大学，马里兰大学，哥伦比亚大学，康奈尔大学，威斯康辛麦迪逊大学，康涅狄格大学，里海大学，密歇根州立大学，波士顿大学，罗切斯特大学，卡耐基梅陇大学等;

 

　　3.ELEMENTARY PARTICLES/ FIELDS/ STRING THEORY基本粒子、场论、弦理论

 

　　该方向主要致力于解释宏微观世界的组成及发展方向，是当今物理学最活跃的研究方向之一。主要的研究领域包括：粒子加速，对撞，夸克衰变，中微子与暗物质，CP对称性破缺，高能物理等;

 

　　该方向牛校：普林斯顿大学，哈佛大学，斯坦福大学，加州大学伯克利分校，麻省理工大学，加州理工大学，加州大学圣芭芭拉分校，芝加哥大学，康奈尔大学，哥伦比亚大学，密歇根安娜堡大学，威斯康辛麦迪逊大学，耶鲁大学，加州大学洛杉矶分校，马里兰大学等;

 

　　4.QUANTUM量子论

 

　　该方向属于物理基本的研究方向，实力较强的学校有：加州理工大学，斯坦福大学，哈佛大学，麻省理工大学，普林斯顿大学，加州大学伯克利分校，加州大学圣芭芭拉分校，科罗拉多波尔德分校，马里兰大学，康奈尔大学等。

 

　　5.NUCLEAR核物理

 

　　核物理的基础是研究原子的结构和处理，主要应用在医疗、军事和核工程领域;

 

　　该方向牛校：密歇根州立大学，华盛顿大学西雅图分校，麻省理工大学，纽约州立大学石溪分校，印第安纳大学伯明顿分校，加州理工大学，杜克大学，加州大学伯克利分校，耶鲁大学，哥伦比亚大学，伊利诺伊大学香槟分校，圣母大学等;

 

　　6.PLASMA等离子体

 

　　等离子体方向的学生需要掌握流体、应用数学、分子运动论、流体力学及电磁学等相关内容，对基础要求较高。主要的研究方向如：磁重联，LTX，磁喷嘴，NNP, 磁聚变能源,惯性聚变能源、高强度光束物理、高能量密度物理，天体物理和空间等离子体物理等;

 

　　该方向牛校：普林斯顿大学，加州大学洛杉矶分校，麻省理工大学，马里兰大学，德州大学奥斯汀分校，威斯康辛麦迪逊大学，加州大学圣地亚哥分校等;