물리학과

1. 개요

2. 학부

2.1. 학부 생활

• 수학과와 함께 전공과목 난도가 매우 높은 것으로 유명하다. 전공과목 시험 평균이 20~30점대 나오는 일이 흔하며, 전과/자퇴 등으로 졸업 인원이 거의 반토막나는 경우 역시 흔하다. 대부분의 전공 과목들이 선수 과목을 수강하지 않거나 특정 부분을 소홀히 하면 따라가기가 버겁게 구성되어 있다.

• 학문 분야의 유사성 때문에 공대와 비교되는 일이 잦지만 커리큘럼이나 학습 방식이 상당히 다르다. 물리학과에서는 문제 풀이도 풀이지만 상당히 빈번하게 증명을 가르친다. 역학, 전자기학, 광학 등의 전공과목에서 이러한 특징이 두드러지게 나타난다. 공학은 특정 분야에 특화되어 가르치지만, 물리학은 모든 물리학 분야에 걸쳐 기초를 깊게 가르친다고 보면 된다.

• 1학년은 핵심과목인 미적분학이나 일반물리학만 수강하면 돼서 널널한 편이다. 하지만 2학년에 들어서는 핵심 전공과목들[1]의 난도가 매우 높아지므로 주의를 요구한다. 3학년 때도 양자물리나 열역학, 실험물리등을 수강해야하므로 2학년때와 비슷한 강도로 힘들다. 많은 물리학도들이 2~3학년 재학 중 물리 전공을 그만두는 경우가 많다.

2.2. 커리큘럼

• 일반물리학: 보통 물리학과 전용 분반이 개설되어 다른 분반보다 진도를 빠르게 나가는 편이다. 대부분의 대학에서는 Halliday 교재를 사용하며 Serway 교재를 사용하는 경우도 더러 있다. 두 학기 동안 I, II로 나누어서 배우며 일반물리학 I에서는 역학, 파동, 열역학을, II에선 전자기학, 광학, 현대물리학에 관련된 내용을 배운다.[3] 교수 스타일과 학교 역량에 따라서 진도 차이가 극심하게 벌어진다. 일부 대학에서는 상대성이론 뒷부분까지 전부 가르치지만 일부 대학에서는 현대물리 파트를 날려먹는 경우도 있다.

• 미적분학: 일반물리학과 함께 물리학과 1학년 과정에서 가장 중요한 과목으로, 두 학기로 나눠 1년동안 배운다. 미적분학I에서는 고등학교 때 배웠던 미적분 내용이 대부분이고, 테일러 급수나 극한의 엄밀한 정의, 역삼각함수 등이 새로운 내용이라 큰 무리는 없다.[4] 미적분학II에서는 보다 새로운 내용들이 등장하는데 다변수함수와 편미분, 그리고 다중적분, 스토크스 정리등을 배운다. 이들 개념들은 전자기학에서 매우 중요하게 다뤄진다.[5]

• 일반화학: 물리학과 학생이 많이 수강하는 교양 과학 과목 중 하나로, 일반물리학과 동일하게 두 학기에 나눠서 배우는 경우가 대부분이다.[6] 물리학과에서 주로 공부하는 것은 공유결합, 오비탈, 전자와 빛의 성질, 열역학이기 때문에 화학 파트에서 배우는 내용과 많이 중첩된다. 화학 성적이 안 좋다면 고체 물리에서 어려울 수 있다.

• 고전역학: 일반물리학보다 심화된 내용을 다룬다. 주로 Cassiday나 Marion 저서를 활용하는데 Marion 교재가 더 어렵다고 평가받는다. 대부분의 대학에서는 I, II로 나눠 1년 동안 배운다. I에서는 진동(Oscillation), 푸리에 급수, 라그랑주 역학, 해밀턴 역학, 중력장 등을 배우고 II에서는 관성텐서, 비관성계, 파동 방정식 등을 다룬다. 일반물리학과 다른 점은 벡터 해석학을 도입해 물리 현상을 수학적으로 기술하는 것에 주 초점을 두므로 벡터 해석학과 미분 방정식 등 수학적인 지식이 많이 필요하다. 라그랑지언이나 해밀토니안은 전체 파트 중 가장 중요하게 여겨지며, 물리학과 학부생이라면 반드시 알아둬야 한다.

• 전자기학: 역시 일반물리(전자기)보다 심화된 내용을 다룬다. 맥스웰 방정식만이 아닌 전자기파 이론, 특수 상대성 이론[7]까지 배우게 된다. 타과 학생들(특히 전자공학분야 학생들)이 많이 들으러 온다.[8] 보통 1,2로 나눠 1년 동안 배운다. 다만 여기에는 2학년 항목에 넣어 놓았지만 실제로는 학교의 커리큘럼에 따라 2학년 2학기~3학년 1학기로 배우는 곳도 많으며, 아예 3학년으로 올라가서 배우는 곳도 있다. 2학년 2학기부터 배우는 대학으로는 대표적으로 연세대가 있다. 일반물리에서 실험과 그 결과를 중심으로 기술되어 있지만, 전공 전자기학에선 벡터해석학을 이용해 수학적 처리를 통해 전자기현상을 기술한다. 그 이유는 애초에 전자기학을 기술하는 방식이 유체역학의 기술 방식을 빌려 가져왔다 해도 과언이 아닌데, 페러데이의 field 개념이 유체역학을 기술한 방식으로 잘 구현되기 때문이다.[9] 역학은 뉴턴이 다 만든 것에 라그랑주나 해밀턴, 라플라스같은 수학자들이 숟가락 하나 얹은 것에 비해, 전자기학은 초기 BC세기의 탈레스부터 근세기 앙드레 앙페르, 마이클 패러데이, 제임스 맥스웰, 하인리히 헤르츠, 니콜라 테슬라, 헨드릭 로런츠, 비오, 사바르 등 무수한 학자들의 업적이 축적된 것이라 역학보다 덜 일관적이다.[10]

• 실험물리학: 물리학과 전공 실험 과목으로 ‘실험물리’라고 통칭해서 부르는 경우가 많다. 보통 여러 학기에 걸쳐 진행하며, 이쪽도 화학이나 생명과학 분야 못지 않게 빡세다. 옛날의 실험 물리학자들의 근성을 느낄 수 있는 과목. 실험 과목은 대개 시험을 보기보다는 조원들과 실험을 하고 발표나 (예비,결과)보고서를 통해 평가받는다. 실험수업은 대게 조교가 진행하는 경우가 많다. [11]

• 현대물리학: 일반물리의 현대 물리 파트를 심화해서 다룬다. 일반물리와 양자역학의 중간다리쯤 되는 과목으로 Beiser나 Tipler 교재를 주로 사용한다. 양자역학 맛보기를 할 수 있는 과목인지라 타과 학생들이 꽤 들으러 온다.[12] 보통 한학기 과목으로 개설되는데, 양자역학, 특수상대성이론을 포함해 원자/핵/고체 물리 등을 집약해서 기술하다보니 내용이 매우 방대해서 특수 상대성 이론과 양자역학을 중심으로만 한 학기 동안 배울 수도 있다. 일반물리학에서나 전자기학에서 원래 특수상대성이론을 가르쳐야 하지만, 제일 마지막 부분에 위치해 있어서 건너뛰는 경우가 많으므로 현대물리에서만 특수상대성이론을 제대로 다루는 경우가 많다. 양자역학 부분은 역사적인 순서로 기술되어 마치 역사책을 보는 느낌으로 공부한다. 레일리 진스의 자외선파탄(ultra violet catastrophe)에서 플랑크, 아인슈타인, 한편으로 톰슨에서 라더퍼드 그리고 보어 좀머펠트, 하이젠베르크와 파울리에서 디랙 라인으로 나중에 양자화학 부분에서 혼성과 MO 섭동따위를 맛만 보는 수준이다. 대부분의 학부에서는 양자역학을 미처 다 끝내지 못하는 경우가 많아 뒷부분(핵물리나 원자물리)도 마찬가지로 생략하게 되는 경우가 많다.

• 수리물리학: 물리학 안에서 필요로 사용하는 수학. 자세한 건 문서 참조. 보통 1,2로 나눠 1년 동안 배우거나, 미분방정식과 선형대수학을 선수과목으로 수강하게 한 다음 고급 주제들로 구성한 한학기 과목으로 배울 수도 있다. 후자의 경우 자연적으로 3학년 1학기에 수강하는 과목이 된다. 수리물리를 못하면 역학 전자기, 양자역학, 통계역학은 그냥 못하는 것. 학교 수준에 따라서, 그리고 담당 교수님이 실험전공이냐 이론전공이냐에 따라서 난이도 편차가 극심하다. 최상위권 대학의 입자이론 전공 교수님이라면 학부 3학년 수리물리 수업에 수학과 박사과정에서 배우는 수학들을 때려넣기도 한다. 물론 시간이 한정되어있기 때문에 수학과 수업 스타일과는 다소 차이가 있다. 엄밀성을 일정 부분 포기하고 증명의 개요만 짚고 넘어가는 대신 어마어마한 양의 수학을 가르친다. 세세한 증명은 수업 때 다루지 않고 텍스트를 보고 학생 혼자 보충해야 하는 스타일.[13]

• 양자역학: 하이젠베르크의 불확정성원리, 훈트의 전자배열규칙, 슈뢰딩거의 고양이 등 유명한 것들을 배우게 되는 학문. 파동방정식과 구 좌표계도 이 안에 포함된다. 선수과목은 수리물리학과 현대 물리학이다.[14] 보통 1,2로 나누어 1년 동안 배운다. 전자기학과 마찬가지로 양자역학도 수강시점이 학교마다 케바케이긴 하지만 대체로 3학년 1학기에 시작하는 곳이 많다. 현대물리에선 역사적인 사실을 초점으로 개요를 본다면, 이제부터 수학적인 방식으로 양자현상을 바라본다. 사실상 수학과의 씨름, 만약 당신이 현대물리와 수리물리를 소홀히 했다면, 이해하는 걸 꿈깨라. 처음에 역사적인 흐름을 따라가다, 본격적으로 슈뢰딩거 방정식의 위치에너지가 0(자유 운동 상태), [math(\pm )] 무한대, [math(\frac 12 kx^2)](용수철, 조화진동자), 1/r (쿨룽 전위) 일 때를 풀어보는 것이 전반부. 이후 각운동량 연산자들을 도입하고 구면좌표계까지 확장하여 수소원자모형을 풀어보면서 이를 수리물리학에서 배운 특수함수들로 표현해보게 된다. 마무리로 섭동이나 스핀에 대해 배우게 되며 이때 배운 지식들은 고학년 선택과목에서 두고두고 써먹게 된다.

• 열통계역학: 주로 평형 통계 역학을 배운다. 여러 입자들로 이루어진, 자유도가 큰 계가 평형 상태에 있을 때의 온도, 압력, 화학퍼텐셜 등의 거시적 평균 물리량을, 각 원자의 미시적 상태의 에너지를 주는 계의 해밀토니안에서 시작하여 유도한다. 평형 상태에 있는 고립계, 닫힌계, 열린계 등을 다루며 작은 캐노니칼 앙상블, 캐노니칼 앙상블, 큰 캐노니칼 앙상블 방법을 배운다. 선수과목은 양자역학1이다. 물리학과 과목 중 학교별로 과목명이 가장 천차만별인 게 바로 이 과목이다. 열역학이라는 이름 자체가 없이 통계역학1,2 또는 통계물리1,2라고 퉁쳐서 나가는 학교부터, 지금 이 제목처럼 둘을 별개 과목으로 만든 학교, 열 및 통계물리학1,2라고 이름 붙인 학교 등등 온갖 바리에이션이 존재한다.

• 광학: 빛에 대해서 배운다. 일반물리학에서 기하광학에 대해 배웠기 때문에 기하광학을 제외한 파동광학,양자광학등을 중심으로 배우게 된다. 선수과목은 전자기학1,2.[15]

• 상대성 이론: 전자기학에서 따로 다루지 않고 상대론을 따로 개설하기도 한다. 교수의 성향에 따라서 특수상대성 이론만 가르치고 일반 상대성 이론은 맛보기만 하고 넘어간다. 대학원 과정에 일반 상대성 이론 과목이 개설되는 대학도 있는데, 여기서는 일반 상대성 이론을 제대로 배운다.

• 고체물리학: 고체물질의 성질이나 플라스틱 구조 등 고체의 결정 단위에서 생기는 물리 현상을 배우며, 반도체에 관련된 이론을 배운다. 선수과목으로 양자역학이 필요하다. 반도체 산업으로 인해 우리나라 물리학과의 연구 대부분이 이쪽에 집중되어 있다.[17] 즉, 이걸로 세부 전공을 해서 그 전공을 잘 하면 돈 깨나 벌 수 있다. 고체물리학의 상위개념으로 응집물질 물리학이 있다.

• 전산물리: 물리 현상들을 컴퓨터 프로그램으로 모델링하는 기초를 배운다. 수학과나 공학 쪽의 수치해석과 비슷한 과목. 보통 선행과목으로 C언어 기초를 배운다. 대학원에서 실험물리학을 하면 대부분 전산물리 실력까지 필요하므로, 일부 물리학과의 경우 대학원 적응을 위해 미리 프로그래밍을 가르치기도 한다.

• 핵 및 입자물리: 학부 과정에서는 핵물리와 입자물리학을 한 과목으로 취급하는 경우가 많다. 주로 배우는 내용은 라디에이션과 반감기계산이 주를 이루기 때문에 내용이 상당히 어렵다.

• 그 외: 원자물리학, 양자정보학, 반도체물리학, 플라즈마물리학, 천체물리학, 유체역학, 생물물리학, 연성물질물리학 등등

• 수학과/ 수학교육과 전공과목: 학부로 마칠 건지 대학원에 갈 건지에 따라 다르다. 대학원에 진학한다면 수학은 정말 중요하다. 박사과정에 진학할 생각이 있고, 수리물리나 이론물리를 전공할 계획이라면 수학 공부를 정말 많이 해야 한다. 특히 초끈이론, 양자장론 등을 전공할 생각이라면 거의 수학자에 가까운 물리학자가 된다고 생각하면 된다. 정수론과 논리학을 제외한 수학의 코어과목들이 대부분 쓰인다. 미분기하학(리만/사교/복소), 복소 대수기하, 비가환기하, 리대수 및 리군의 표현론, 함수해석학, 대수/미분/기하위상수학, 대수적 K이론 등이 필요하다. 사실상 필즈상 수상자들의 업적을 잘 살펴보면 나오는 연구업적 중 상당수에 대해 논문을 읽을 줄 알아야 한다. 이쯤되면 수학과인지 물리학과인지 헷갈릴 지경이지만, 원래 이론물리학자의 무기는 LHC 같은 거대한 실험장비가 아니라 그리스 문자와 숫자로 이루어진 한 줄의 수식이다. 한 권이 아니라고? 실제로 오늘날에도 이론물리학자들은 대학에서 물리학과 말고 수학과 교수로서 월급을 받고 사는 경우가 많다. 마이클 아티야처럼 필즈상, 아벨상 수상자 중에서도 특히 역사에 길이 남을 대학자들이 이론물리학 연구로 끌려들어오는 예도 자주 보인다. 반(半) 수학자가 된다는 마음가짐으로 수학을 공부할 것을 추천한다. 수학과/ 수학교육과 복수전공은 하는게 이상적이지만 독학도 좋고, 4학년 즈음 해서 수학과 대학원의 기하/위상 관련 수업을 취향에 따라 듣는 것도 좋다. 학부~석사 과정 동안 나카하라 미키오(中原幹夫)의 Geometry, Topology and Physics나 S. Hassani의 mathematical physics를 완독하는 것을 목표로 공부하면 좋다. 물론 학사 과정만 마치고 취업할 거면 미적분학, 수리물리학과 같은 필수 과목만 들으면 끝난다.

2.3. 타 학과와의 비교

• 전기전자공학과: 전자기학은 소위 '전자, 전기' 분야의 공학계열 학과에서는 필수적으로 배우는 과목이기도 하며, 이 전자기학은 물리학과에서도 심도있게 배운다. 이것을 배우는 공학계열 학과는 신호나 주파수 등 응용과목을 이해하기 위한 선수과목으로 배우기에 이론과 실용적인 개념을 같이 공부한다. 사실 전자기학보다는 전기전자공학과에서 다루는 반도체와 물리학과에서 배우는 고체물리학의 연관성이 높은게 가장 크다. 따라서 물리학과에서 전기전자 쪽을 복수전공한다면 회로나 통신 쪽으로 가는 경우도 있지만 주로 반도체 소자 쪽으로 가는 경우가 많다. 여러모로 물리학과와 가장 가까운 공대 학과 중 하나이기 때문에, 물리학과에서 복수전공 수요가 가장 많은 학과로 손꼽힌다.[18]

• 수학과: 논리적으로 전개된 이론을 바탕으로 직접 사고하여 문제들을 풀어내는 등 수학과와 유사한 경향이 크나 물리학은 실험 과목의 비중이 작지 않다는 것이 차이점이다. 실험의 경우 조별과제가 많은 편이고, 실험 과목 시험의 경우 직접 본인이 기구를 다뤄서 혼자 실험한다.[19] 각 수학 교과를 깊게 파고드는 수학과와 마찬가지로 물리학과 역시 심도있는 수학 지식을 요구한다.[20] 그리고 학부 수준에서도, 대학원에 비할 바는 아니지만 타 이공계 학부 과정에 비해 상당히 심도 있는 수학을 사용한다. 미적분학과 선형대수학은 기본이고, 미분방정식과 학부 수준의 해석학/복소해석학을 자주 사용하며 조금 깊이 들어가면 미분기하학의 내용 역시 활용된다. 메이저한 복수전공. 물리학 특성상 복수전공 시 수학과 낼 수 있는 학문적인 시너지가 가장 큰 학과 중 하나이다.

• 화학과: 물리학과와 학문 구조상 겹치는 게 많다. 특히 물리화학/양자화학 분야에서 이것이 두드러진다. 고체물리학에 나오는 페르미 준위를 비롯한 여러 개념이 화학의 주요 분야와 공유되는 것으로 알려져 있다. 최근 이론화학은 물리적인 성격이 강해지고 있기 때문에 학문적 연계성 측면에서 나쁘진 않다. 다른 예시로 고학년부터 반도체 배울 때 그렙스(정공)개념이 같이 나오는 것 역시 비슷하다. 그래서 물리학과 화학을 복수전공하는 것도 나쁘지 않다.

• 기계공학과: 유체역학, 고체역학, 동역학, 열역학 등 기계공학과에서 배우는 내용들은 물리학과에서 배우는 고전역학, 열역학에서 파생되었다. 물리학과에서 원론적인 부분을 중점적으로 배운다면, 기계공학과에서는 이러한 이론을 가지고 실생활에 응용할 수 있어 실용적인 부분에 중점적으로 배운다. 물리학과에서 주로 다루는 역학과 기계공학에서 주로 다루는 역학에는 어느정도 차이가 있다. 같은 역학을 배우기는 하지만 서로 방향성이 꽤 다르기 때문에 의외로 전기전자공학과보다는 복수전공 수요가 적다.

• 컴퓨터공학과: 어느 학부에서건 관계 없이 복수전공 인기가 매우 높은 전공. 물리학과 대학원에서 코딩 실력은 상당히 중요해서 전산물리 과목이 개설된 만큼, 개발자로 취업하고자 한다면 컴퓨터공학을 전공하는 것도 나쁘지는 않다.[24] 양자 컴퓨팅, 양자 암호학도 컴퓨터 공학과 관련있다.

• 재료공학과: 현대물리학의 일종인 고체/응집물질 물리학과 학문적으로 많은 부분이 겹치기에 시너지가 좋다. 현대 물리학 연구 대부분이 응집물질/고체에서 나오기 때문에 진로의 폭도 넓은 편이다.

• 원자력공학과: 물리학과에는 양자역학을 이수한 뒤 선택적으로 배우는 '핵 및 입자물리' 또는 '원자물리학'에서 관련 내용을 공부하게 된다.[25] 이쪽 분야는 상대적으로 생겨난 지 얼마 되지 않았기 때문에, 물리학과에서도 심화 과정 및 대학원 세부전공에 배치되어 있다. 현대에 이르러서도 원자력에 대해서는 원자력공학자와 물리학자가 같이 연구를 하는 일이 드물지 않다. 어찌 보면 원자력공학의 신호탄이라고 볼 수 있는 맨해튼 계획은 물리학자들의 연구였다.

• 천문학과: 물리학의 형제 학문이라 해도 무방하다. 물리학 법칙인 만유인력은 행성 간의 운동을 설명하는데 쓰였으며, 블랙홀이나 초신성 폭발 등은 현대물리학 없이는 정량적으로 설명할 수 없다. 특히 천체물리학은 물리학과 천문학 양쪽 모두에서 주된 연구 분야로 손꼽힌다. 서울대학교에서 물리학 전공과 천문학 전공을 따로 나누지 않고 물리천문학부로 각 학과를 통합하여 개설해 놓고, 옥스퍼드 대학교나 스탠퍼드 대학교 등 몇몇 해외 대학에서 천문학과를 물리학과 소속 세부전공 및 연구그룹으로 편성해 놓은 이유도 두 학과 사이의 연관성이 높기 때문으로 보인다.[26]

3. 대학원

3.1. 대학원 분야

• 응집물질물리: 고체물리학, 상전이와 임계현상, 자성체물리학, 다체계이론, 고체전자구조론, 초전도물리학, 표면물리학, 고체 분광학, 저온물리학, 반도체물리학 등등. 가장 투자 규모도 크기 때문에 국내 물리학 연구자들은 대부분 이쪽에 종사하고 있다. 다만 전자공학, 반도체공학 등으로 따로 학과를 차려서 물리학에서 나가기도 한다.
• 입자(고에너지)물리 및 핵물리: 양자장론[27], 우주론, 초끈 이론, 입자가속기물리[28], 일반 상대성이론, 상대론적 양자역학, 핵반응론, 핵구조론 등
• 나노물리학: 나노소자물리학, 나노과학기술 등
• 원자, 분자, 광 물리학: Atomic, Molecular, Optical Physics. 줄여서 보통 AMO Physics라 부른다. 원자물리학, 분자물리학, 광학 이렇게 3가지 전공은 서로 밀접한 관련이 있어서 같이 묶이는 경우가 많다. 혹은 원자물리학과 분자물리학을 하나로 묶고 광학만 따로 떼어내서 분류하기도 한다.
• 통계물리학
• 생물물리학: 생물정보학 분야에서는 통계물리적 방법론을 이용하고 있다. 외국 대학 중에는 의과대학[29]이나 생명과학대학에 생물물리학 전공이 설치된 곳도 있다.
• 의학물리학[30]: 의학물리학자를 양성하는 분과이다. 외국에서는 물리학 혹은 응용물리학 세부 전공으로 설치되어 있는 곳도 있지만, 국내에서는 보통 그렇지 않다.[31] 일반적으로 의과대학이나 원자력공학, 방사선학, 의료공학 관련 학과 등에 세부 전공으로 설치되어 있으며 독립된 대학원 학과로 운용되는 곳도 있다.
• 음향학: 기초음향학, 의학음향학, 물리음향학, 이론음향학, 수중음향학, 음향분석학, 비선형음향학, 음향신호처리 등. 보통 응용물리학과나 전기전자공학과, 기계공학과 등에서 연구한다.
• 천체물리학: 물리학과 천문학의 하위 학문. 보통 천문학과에서 연구하는 경우가 많다.
• 플라즈마물리학: 핵융합[32], 산업 플라즈마 공학, 우주 플라즈마 등. 원자력공학과 등에서 연구하기도 한다.
• 전산물리학(계산물리학)
• 환경물리학 및 에너지과학: 지구환경과학과, 환경공학과, 에너지공학과 등에서 연구하기도 한다. 국내에서는 물리학 세부 전공으로 설치된 곳이 그리 많지 않은 편이나[33] 해외 대학 중에서는 물리학 세부 전공으로 설치된 곳이 꽤 존재한다.
• 물리교육: 국내에서는 물리교육과에서 담당한다. 해외에서는 물리학과의 세부 전공 분야로 자리잡은 곳도 있다.
• 양자정보과학: 양자컴퓨팅 및 시뮬레이션, 양자 센싱 및 측정, 양자 통신 및 암호, 양자정보이론 등. 국내에서 양자정보과학 전문인력 양성 사업이 국가과제로 선정되면서 양자 사피엔스 인재 양성센터라 불리는 대학원 연합체가 발족되었다. 이에 따라 국내에서 양자정보과학을 연구하는 각 대학원의 대학원생들은 학점교류 제도를 통해 일부 커리큘럼을 공유하며, 국가로부터 인건비를 지원받는다. 컴퓨터공학과, 전기전자공학과, 수학과 등에서 연구하기도 한다.

3.2. 진학 시 고려사항

• 반드시 물리학과를 고집해야 하는가: 물리학을 연구하는데 반드시 물리학과 대학원을 고집할 필요는 없다. 현대 물리학에는 어지간한 돈 되는 분야들은 이미 다른 학과로 나갔다. 남아있는 분야들중 전망이 밝은 분야는 광학/레이저, 응집물질/고체/반도체 정도다. 열기관에 대한 것은 기계공학과에서, 공기역학은 항공우주공학에서, 각종 돈 되는 물질은 화학과나 재료공학과에서도 깊게 다룬다. 물리학 자체가 다른 학문으로 많이 응용되다보니 응용 분야로 간다고 해서 물리학을 못하는 것은 아니다.
• 대학원을 진학할 때에는 꼭 자교 대학원으로 가야하는 것도 아니고 꼭 유명한 대학원으로 가야하는 것도 아니다. 본인의 관심사와 교수 전공과의 적합도, 교수의 품성, 연구실의 실적, 연구실 선배들의 진로, 연구실 분위기, 급여 등 다양한 요소를 고려하여 선택하면 된다.
• 필수과목은 역학(석사), 전자기학(석사), 양자역학(석사), 통계역학(석사), 전산물리학(석사), 수리물리학(석사). 대학원 입학 시험이나 석사 과정 논문제출자격시험은 대개 (고전)역학, 전자기학, 양자역학, 통계역학으로 과목이 정해져 있기 때문에 해당 과목이 석사과정 초입의 필수과목이다. 그리고 전산물리나 대학원 과정의 수리물리학은 논자시에 안 들어갈 수는 있어도 사실상 필수적인 과목에 해당한다.

4. 진로

4.1. 취업

• 연구자: 대학교수 혹은 국가연구기관[34] 소속 연구원으로 일할 수 있다. 물리학도에게 있어서 가장 흔히 떠오르는 진로이지만, 극악의 경쟁률을 자랑하는 것으로도 유명하다. 이 분야의 직종에 진출하려면 박사학위가 필수다. 박사학위를 딴 직후에는, 교수로 임용되기에는 논문 실적이 턱없이 부족한 경우가 많기 때문에 대부분의 교수 지망 물리학 박사들은 포닥(박사후 연구원)을 거치게 된다.

• 기업체 입사: 일반적인 자연대의 인식과는 달리, 물리학과는 대개 웬만한 공대만큼 취업이 잘되는 편이다. 물리학과 졸업생의 경우 주로 반도체나 레이저 계열에서 수요가 발생한다.[35] 물론 전화기 계열의 학과에 비해 선호도가 밀리는 것은 사실이나, 학과 공부만 충실히 한다면 복수전공이나 연합전공 없이도 물리학 단일전공만으로 기업에 입사하는 것은 크게 어렵지 않은 것으로 알려져 있다. 물론 기계공학과, 전기전자공학과 등의 학과와 복수전공을 성공적으로 마쳤을 경우에 취업의 길이 더욱 안정적이다.

• 교육자: 몇몇 대학에서는 물리학 및 과학교사의 교직이수과정이 설치되어있다. 이는 대부분의 다른 자연과학 교과목들도 마찬가지이며, 교직이수 후 임용고시를 합격해 중등학교 교사가 될 수 있고, 경우에 따라 사교육 분야의 과학(물리학)강사나 수학강사가 될 수도 있다.

4.2. 기타사항

• 고체물리학, 광학 전공자는 반도체 회사, 반도체 장비회사, 광통신 장비회사 등에서 우대한다.
• 핵물리, 방사선물리, 의학물리 전공자는 의료장비를 개발하고 다루는 곳에 취직하기도 하며 원자력공학 계열으로 취직하기도 한다.
• 극도의 수학적 역량을 요구함: 금융권의 퀀트같이 극도의 수학적 역량을 요구하는 경우 수학을 깊게 배우는 모든 분야에서 사람을 채용한다. 이런 분야는 일자리 TO도 적지만, 공급도 적어서 수학과와 접점이 있는 학과에도 기회를 준다. 물리학과 나와서 금융업에 종사하게 되었다는 이야기는 이것 때문에 생겨났다.
• 공학 분야에 취직하는 경우: 기업은 이공계 학사를 채용할 때 전문성을 기대하지 않는다. 기업이 기대하는 것은 기업에서 가르칠 이공계 지식을 소화할 능력이다. 따라서 학벌과 학점, 자격증 등만 받쳐준다면 물리학도도 공학 분야로 취직할 수 있다.

• 컴퓨터과학: IT 업계는 워낙 다양한 사람들이 모여있는 분야다. 이중에는 물리학과나 화학과 같은 자연대 출신들도 많다. 물리학을 제대로 공부했다면, 컴퓨터과학의 난이도 있는 문제들도 수월하게 공부할 수 있을 것이다. 최근엔 양자컴퓨터 분야도 등장하여 연구되고 있다. 이쪽은 전기전자/컴퓨터과학/물리학이 모두 관련이 되는 편.
• 기계공학/ 전자공학: 이쪽 업계들은 거의 언제나 수요에 비해 공급이 적은 분야다. 그래서 공학과 접점이 있는 물리학에도 기회를 준다. 물론 해당 분야의 공학 지식은 추가로 공부해야 한다.
• 재료과학: 반도체나 소재 등과 관련된 업계는 다양한 전공자들을 채용하기 때문에 물리학 전공자들도 많다.

5. 여담

• 물리학과를 지망한다면, (모든 전공이 그렇지만) 이왕이면 좋은 학교에 진학할수록 좋다. 물리학과는 대학마다 선호도 차이가 어느 정도 존재하는데, 대부분의 대학에서 상대적으로 낮은 입학 선호도를 보이고 있지만 상위권 대학으로 갈수록 상대적인 선호도가 높아진다.[42]

• IMF 전까지만 해도 굉장히 높은 입결을 자랑하는 과 중 하나였다. 수많은 학생들의 희망 학과가 물리학과였으며, 서울대학교 내에서 문과는 법학과가, 이과는 물리학과가 가장 높은 입결을 기록하던 때가 있었다.

• 유럽은 학부(BA)과정이 3년이기 때문에 한국 대학교 1학년에서 배우는 물리수학은 고등학교 마지막 학년 과정으로 되어있다. 때문에 유럽의 물리학과는 6학기제이고 1학년(한국식으로는 2학년)에 바로 실험물리학과 선형대수학, 해석학, 코딩 그리고 부전공을 시작하게되며, 수학은 수학과처럼 깊게 3학기까지 배운다. 실제로 시간표를 보면 1주일에 수학 수업이 더 많다. 독일 기준 1학기 후 낙제율 60%에 달한다. 아래의 커리큘럼 표는 임페리얼 칼리지 런던, 옥스퍼드 대학교의 물리학과 커리큘럼을 참조했다.

6. 국내 물리학과 목록

6.1. 공립대학

• 서울시립대학교 - 물리학과

6.2. 과학기술원

• 광주과학기술원 - 물리·광과학과
• 대구경북과학기술원 - 기초학부 물리학전공트랙[53]
• 울산과학기술원 - 물리학과
• 한국과학기술원 - 물리학과

6.3. 국립대학[54]

• 강릉원주대학교 - 수학물리학부 물리·에너지전공[A]
• 강원대학교 - 반도체물리학과[A]
• 경북대학교 - 물리학과
• 경상국립대학교 - 물리학과
• 공주대학교 - 데이터정보물리학과[A]
• 군산대학교 - 첨단과학기술학부 반도체물리전공[A]
• 금오공과대학교 - 일반대학원 물리학과[59]
• 목포대학교 - 일반대학원 물리학과[60]
• 부경대학교 - 물리학과
• 부산대학교 - 물리학과
• 서울대학교 - 물리·천문학부[61]
• 안동대학교 - 물리학과
• 인천대학교 - 물리학과
• 전남대학교 - 물리학과
• 전북대학교 - 물리학과
• 제주대학교 - 물리학과
• 창원대학교 - 물리학과
• 충남대학교 - 물리학과
• 충북대학교 - 물리학과
  

6.4. 사립대학

• 가천대학교 - 물리학과
• 가톨릭대학교 - 물리학과
• 건국대학교 - 물리학과
• 경희대학교 - 물리학과[62], 응용물리학과[63]
• 고려대학교 - 물리학과
• 고려대학교 세종캠퍼스 - 디스플레이·반도체물리학부[64]
• 광운대학교 - 전자바이오물리학과
• 국민대학교 - 나노전자물리학과[A]
• 단국대학교 - 물리학과
• 대구대학교 - 일반대학원 물리학과[66]
• 동국대학교 - 물리·반도체과학부[67]
• 동아대학교 - 일반대학원 물리학과[68]
• 명지대학교 - 물리학과[69]
• 서강대학교 - 물리학과
• 성균관대학교 - 물리학과
• 세종대학교 - 물리천문학과[70]
• 숙명여자대학교 - 첨단소재·전자융합공학부 신소재물리전공[71]
• 순천향대학교 - 일반대학원 물리학과[72]
• 숭실대학교 - 물리학과
• 아주대학교 - 물리학과
• 연세대학교 - 물리학과
• 연세대학교 미래캠퍼스 - 물리및공학물리학전공[73]
• 영남대학교 - 물리학과
• 울산대학교 - 물리학과
• 이화여자대학교 - 물리학과
• 인하대학교 - 물리학과
• 조선대학교 - 물리학과
• 중앙대학교 - 물리학과
• 태재대학교 - 자연과학학부 물리학과 에너지 트랙
• 포항공과대학교 - 물리학과
• 한국외국어대학교 - 전자물리학과[A]
• 한양대학교 - 물리학과
• 한양대학교 ERICA캠퍼스 - 응용물리학과

7. 출신 인물

• 전문적인 물리학자, 수학자는 문서 참조.
• 강필 - 서울대 물리학과 중퇴. 수학 인터넷 강사.
• 김여정 - 김일성종합대학 물리학과 6개월 과정 졸업.
• 서재혁 - 수원대 물리학과.[75] 가수.
• 앙겔라 메르켈 - 라이프치히 대학교 물리학과 학사, 베를린 독일 과학원 박사. 정치인.
• 연태 - 단국대 물리학과. 가수.
• 이상윤(배우) - 서울대 물리학부. 배우.
• 최태원 - 고려대 물리학과. SK 회장.
• 하태경 - 서울대 물리학과. 정치인.
• 권수정 - 충남대 물리학과. 정치인.
• 정원재 - 연세대 물리학과. 물리 강사.
• 함운경 - 서울대 물리학과. 정치인.