معرفی رشته شیمی فیزیک

دسته بندی :

تاریخ درج :

حجم فایل :

معرفی رشته شیمی فیزیک

شیمی فیزیک چیست؟
شیمی فیزیک (Physical Chemistry) گرایشی از علم شیمی محسوب می شود که برای حل مسائل شیمی از قواعد و قوانین حاکم بر علم فیزیک استفاده می کند. در حقیقت هدف از گرایش شیمی ‌فیزیک، یادگیری قواعد و قوانین نظری فیزیک در توجیه چگونگی، مباحث و مفاهیم اساسی شیمی می باشد.
رشته شیمی فیزیک بنیادی ترین شاخه شیمی می باشد که در این گرایش، از اصول و قوانین فیزیک، برای توجیه پدیده ‌های شیمیایی استفاده می‌ شود. در واقع این گرایش بر اساس قوانین و قواعد علوم فیزیک و ریاضی به مطالعه واکنش های شیمیایی از دید ترمودینامیک و سینتیک، بررسی تعادل در واکنش های شیمیایی، تعادلات فازی، تغییرات انرژی و… می پردازد.
به بیان دیگر می توان گفت که رشته شیمی فیزیک مفاهیم و قوانین فیزیک و ریاضی را برای درک عمیق مفاهیم اساسی شیمی بکار می برد. در آن با کمک روش های اسپکتروسکوپی، ترمودینامیکی، الکتروشیمیایی و یا کوانتومی به مطالعه خواص، ویژگی ها و همچنین رفتار سیستم های شیمیایی می پردازد. این رشته دانشگاهی با ارزیابی مواد شیمیایی از جهت خواص مختلفی مانند خواص مغناطیسی، الکتریکی، سرعت و راندمان واکنش، تولید و تعیین مکانیسم واکنش های شیمیایی و … می تواند در صنعت کاربرد داشته باشد.

گرایش های شیمی فیزیک
گرایش شیمی فیزیک را می توان به زیر شاخه های ترمودینامیک و مکانیک آماری، سنتیک شیمیایی، شیمی کوانتومی، طیف سنجی، نانو شیمی، شیمی سطح و الکتروشیمی تقسیم کرد. توجه داشته باشید که موضوعات مرتبط با زیر شاخه های تجربی را می توان به صورت نظری و محاسباتی نیز بررسی نمود.
ترمودینامیک و مکانیک آماری
ترمودینامیک، در واقع علم بررسی سیستم های شیمیایی از دیدگاه ماکروسکوپی می باشد. با کمک این علم می توان از خواص میکروسکوپی به خواص ماکروسکوپی مواد رسید. در اکثر موارد با داشتن تابع تقسیم سیستم مورد نظر (تابع پارش) می توان به سایر خواص مورد نیاز دست یافت. از طرفی، مکانیک آماری ارتباط دهنده کمیت های ماکروسکوپی مواد به متغیر های میکروسکوپی (اتمی و مولکولی) آن می باشد.
معمولا پژوهش هایی که در ایران در این زیر شاخه صورت می گیرد شامل شبیه سازی، جذب گاز بر روی سطوح، معادلات حالت، سیستم های نانو، پیل های سوختی، کاتالیست ها، شیمی محلول ها، شیمی محیط زیست، بیوشیمی و الکترولیت ها می باشد. توجه داشته باشید که این مفاهیم ابزاری نیرومند در صنعت و بیوشیمی هستند. لازم به ذکر است که در ایران تقریبا کار تجربی در این زمینه کم انجام می شود و بیشتر تحقیقات به صورت محاسباتی و نظری می باشد.
کوانتوم
شیمی کوانتومی، در واقع کاربرد مکانیک کوانتوم در یک سیستم شیمیایی می باشد. در پژوهش نظری و محاسباتی، اثرات کوانتومی در یک سیستم زیستی، اثرات محیط بر رفتار کوانتومی یک سیستم شیمیایی و … بررسی می شود. لازم به ذکر است که در ایران تقریبا کار تجربی در این زمینه صورت نمی گیرد.
طیف‌سنجی مولکولی
در زیر شاخه طیف سنجی مولکولی به تحقیق و بررسی بر همکنش های نور با سیستم های مولکولی می پردازند.
سینتیک شیمیایی
سینتیک شیمیایی، به علم بررسی سرعت، مکانیسم واکنش ها و فرآیندهای شیمیایی مختلف گفته می شود. از جمله مواردی که در این شاخه بررسی می شوند می توان به سرعت چرخش های مولکولی، فرآیندهای کاتالیستی و فوتوکاتالیستی، سرعت رسیدن به تعادل در واکنش های شیمیایی اشاره کرد. این شاخه از شیمی فیزیک بیشتر به صورت تجربی دنبال می شود.
شیمی سطح
این شاخه از شیمی فیزیک با گرایش حالت جامد رشته فیزیک ارتباط تنگاتنگی دارد. در واقع از آن می توان به عنوان کاربرد فیزیک حالت جامد در شیمی نام برد. توجه داشته باشید که الکتروشیمی نیز با این شاخه ارتباط نزدیکی دارد. از متداول ترین کارهایی که در این شاخه صورت می پذیرد می توان به جذب سطحی مواد، کاتالیزور ها به ویژه کاتالیزور های هتروژن در فاز گاز- جامد، انباشتگی انرژی (ابرخازن ها و باتری های نوع دوم) و همچنین الکتروشیمی بین سطوح با تکیه بر تبدیل انرژی اشاره کرد.
الکتروشیمی
در این شاخه از شیمی بر روی پیل ها (پیل های سوختی، پیل های خورشیدی و پیل های الکتروشیمیایی)، الکترود های شناساگر و … کار می شود. در واقع به دلیل موارد الکترولیز و استخراج مواد کاربرد بسیاری در صنعت دارد. از طرفی دیگر الکتروشیمی به بررسی پدیده های اکسایش – کاهش می پردازد.
نانوشیمی
این شاخه از این گرایش بین رشته ای محسوب می شود که در رشته هایی مانند فیزیک، مکانیک، مواد (متالورژی)، مهندسی شیمی و شیمی در آن کار می کنند. در رشته شیمی بیشتر گرایش های تجزیه و شیمی فیزیک در این شاخه فعالیت دارند.
شبیه سازی مولکولی
این شاخه یکی از پرطرفدار ترین زیر مجموعه های کارهای محاسباتی در ایران می باشد که با اسم دینامیک مولکولی یا به اختصار MD نیز مشهور است. در این شاخه از شیمی فیزیک، با کمک نرم افزارهای رایج شیمی محاسباتی می توان خواص فیزیکی و شیمیایی مواد را بدست آورند. این شاخه می تواند در سایر شاخه های شیمی و رشته های دیگر همانند فیزیک، مواد و مکانیک استفاده شود.

دروس دانشگاهی رشته شیمی فیزیک
دروس دانشگاهی رشته شیمی فیزیک در مقطع ارشد
محتوای آموزشی این گرایش در واقع تلفیقی از دو درس شیمی و فیزیک می باشد. در این دروس با رفتار گاز ها، قوانین ترمودینامیک (اول، دوم و سوم)، مکانیک کووانتوم، سنتیک شیمیایی و بررسی تعادل در واکنش های شیمیایی آشنا می شوید. همچنین می توانید انجام یا عدم انجام یک واکنش شیمیایی را بر مبنای محاسبات ریاضی پیش بینی کنید. بنابراین آشنایی کامل با مباحث ترموشیمی و ترمودینامیک داشته باشید.
    تعداد کل واحدهای دوره فوق لیسانس ۳۵ واحد.
    دروس الزامی مشترک با سایر گرایش های شیمی ۹ واحد است که عبارتند از : شیمی فیزیک پیشرفته، شیمی معدنی پیشرفته، شیمی آلی پیشرفته و شیمی تجزیه پیشرفته.
    دروس الزامی تخصصی گرایش شیمی فیزیک ۶ واحد است که عبارتند از : ترمودینامیک آماری ۱، شیمی کوانتومی ۲ و سینتیک شیمیایی پیشرفته.
    موضوع مخصوص گرایش (آماده سازی دانشجویان برای اجرای برنامه های پژوهشی مربوط به پایان نامه) ۳ واحد.
    دروس انتخابی ۹ واحد. از جمله دروس تخصصی اختیاری مورد تدریس (به پیشنهاد استاد راهنما و تایید گروه آموزشی) در دوره ارشد شیمی فیزیک می توان به طیف سنجی مولکولی ۱، الکتروشیمی پیشرفته، شیمی سطح، شیمی تابش، فیتوشیمی، شیمی هسته ای، شیمی محاسباتی، خوردگی فلزات، مباحث نوین در شیمی فیزیک، شیمی آب، شیمی حالت جامد، مقدمات و مباحث ویژه در نانوتکنولوژی و پدیده های بین سطحی در شیمی.
    سمينار ۱ واحد.
    پایان نامه ۶ واحد.
دروس دانشگاهی رشته شیمی فیزیک در مقطع دکتری
    تعداد کل واحدهای دوره دکتری ۳۶ واحد.
    دروس جبرانی در صورتی ارائه می شوند که دانشجوی دکتری این دروس را در دوره کارشناسی ارشد نگذرانده باشد. این دروس عبارتند از شیمی فیزیک پیشرفته، مکانیک کوانتمی و ترمودینامیک آماری.
    دروس الزامی تخصصی گرایش شیمی فیزیک ۹ واحد است که عبارتند از ترمودینامیک آماری پیشرفته، شیمی کوانتومی ۳، ترمودینامیک و مکانیک آماری غیرتعادلی و طیف سنجی مولکولی ۲.
    دروس انتخابی ۹ واحد. از جمله دروس تخصصی اختیاری مورد تدریس (به پیشنهاد استاد راهنما و تایید گروه آموزشی) در دوره دکتری شیمی فیزیک می توان به طیف سنجی مولکولی پیشرفته، شیمی کلوئید و سطح، شیمی محاسباتی پیشرفته، ترمودینامیک فرآیند های برگشت ناپذیر، ترمودینامیک شیمیایی جامدات، مباحث پیشرفته در شیمی فیزیک، ریاضیات پیشرفته در شیمی فیزیک، شبیه سازی دینامیک مولکولی، ترمودینامیک فرآیندهای برگشت ناپذیر و شیمی فیزیک نانو ساختار ها اشاره کرد.
    سمينار ۲ واحد.
    پایان نامه ۲۰ واحد.

مهارت‌های لازم گرایش شیمی فیزیک
دانشجویان رشته شیمی گرایش شیمی فیزیک باید دارای مهارت‌های زیر باشند:
    تسلط بر مفاهیم پایه شیمی و فیزیک
    قدرت تفکر منطقی و تحلیلی
    توانایی حل مسئله
    مهارت‌های کار تیمی و ارتباطی
رشته شیمی گرایش شیمی فیزیک یک رشته علمی و چالش‌برانگیز است که به دانشجویان علاقه‌مند به علوم پایه و فیزیک فرصت می‌دهد تا دانش خود را در زمینه شیمی به کار گیرند. این گرایش دارای آینده شغلی مناسبی است و فارغ‌التحصیلان آن می‌توانند در زمینه‌های مختلف مشغول به کار شوند.

مزایا رشته شیمی فیزیک برای ادامه تحصیل و بازار کار
رشته شیمی فیزیک یکی از گرایش‌های اصلی رشته شیمی است که در آن از اصول و قوانین فیزیک برای درک و تبیین پدیده‌های شیمیایی استفاده می‌شود. این رشته دارای مزایای زیادی برای ادامه تحصیل و بازار کار است که در ادامه به برخی از آنها اشاره می‌شود:
مزایا برای ادامه تحصیل
گستره وسیع زمینه‌های تحقیقاتی: رشته شیمی فیزیک دارای زمینه‌های تحقیقاتی گسترده‌ای است که به صورت مداوم در حال توسعه است. این امر فرصت‌های زیادی را برای دانشجویان این رشته فراهم می‌کند تا در زمینه‌های مورد علاقه خود به تحقیق و پژوهش بپردازند.
شرایط پذیرش مناسب: شرایط پذیرش در دوره‌های تحصیلات تکمیلی رشته شیمی فیزیک در مقایسه با برخی از رشته‌های دیگر علوم پایه، مناسب‌تر است. این امر به دلیل نیاز صنایع و مراکز تحقیقاتی به نیروی متخصص در زمینه شیمی فیزیک است.
امکان تحصیل در خارج از کشور: رشته شیمی فیزیک از جمله رشته‌هایی است که امکان تحصیل در خارج از کشور را برای دانشجویان فراهم می‌کند. این امر به دلیل اهمیت این رشته در صنایع و مراکز تحقیقاتی کشورهای مختلف است.
مزایا برای بازار کار
تقاضای بالا برای فارغ‌التحصیلان: فارغ‌التحصیلان رشته شیمی فیزیک در صنایع و مراکز تحقیقاتی مختلف مورد نیاز هستند. این امر به دلیل کاربردهای گسترده شیمی فیزیک در صنایع مختلف است.
امکان کار در زمینه‌های مختلف: فارغ‌التحصیلان رشته شیمی فیزیک می‌توانند در زمینه‌های مختلف از جمله صنایع شیمیایی، نفت و گاز، پتروشیمی، داروسازی و زیست‌فناوری مشغول به کار شوند.
درآمد مناسب: درآمد فارغ‌التحصیلان رشته شیمی فیزیک در مقایسه با برخی از رشته‌های دیگر علوم پایه، مناسب‌تر است. این امر به دلیل تقاضای بالا برای نیروی متخصص در این رشته است.
در مجموع، رشته شیمی فیزیک یک رشته علمی و چالش‌برانگیز است که به دلیل مزایای زیادی که برای ادامه تحصیل و بازار کار دارد، می‌تواند انتخاب مناسبی برای علاقه‌مندان به علوم پایه باشد.

معایب رشته شیمی فیزیک برای ادامه تحصیل و بازار کار
رشته شیمی فیزیک یک رشته علمی و چالش‌برانگیز است که به دلیل ماهیت بین‌رشته‌ای خود، دارای برخی معایب نیز می‌باشد. در ادامه به برخی از معایب این رشته برای ادامه تحصیل و بازار کار اشاره می‌شود:
معایب برای ادامه تحصیل
سطح بالای سختی: رشته شیمی فیزیک از جمله رشته‌های علوم پایه است که دارای سطح بالایی از سختی است. این امر به دلیل ماهیت ریاضی و فیزیکی این رشته است.
تعداد زیاد دروس تخصصی: رشته شیمی فیزیک دارای تعداد زیادی دروس تخصصی است که دانشجویان باید برای یادگیری آنها تلاش زیادی کنند.
نیاز به تفکر خلاقانه: رشته شیمی فیزیک به تفکر خلاقانه و حل مسئله نیاز دارد. این امر می‌تواند برای برخی از دانشجویان چالش‌برانگیز باشد.
معایب برای بازار کار
رقابت بالا: بازار کار رشته شیمی فیزیک در برخی از زمینه‌ها مانند تحقیقات دانشگاهی و پژوهشی، رقابتی است.
نیاز به مهارت‌های نرم: فارغ‌التحصیلان رشته شیمی فیزیک برای موفقیت در بازار کار، باید مهارت‌های نرم مانند مهارت‌های ارتباطی و کار تیمی را نیز توسعه دهند.
در مجموع، رشته شیمی فیزیک یک رشته علمی و چالش‌برانگیز است که به دلیل مزایای زیادی که برای ادامه تحصیل و بازار کار دارد، می‌تواند انتخاب مناسبی برای علاقه‌مندان به علوم پایه باشد. با این حال، علاقه‌مندان به این رشته باید از معایب آن نیز آگاه باشند و با برنامه‌ریزی و تلاش، برای موفقیت در این رشته آماده شوند.
در ادامه به برخی از راه‌های غلبه بر معایب رشته شیمی فیزیک اشاره می‌شود:
    برای یادگیری دروس تخصصی، از کمک استادان و دانشجویان باتجربه استفاده کنید.
    برای تقویت مهارت‌های خلاقانه و حل مسئله، به تمرین و تکرار بپردازید.
    برای توسعه مهارت‌های نرم، در دوره‌های آموزشی و کارگاه‌های مرتبط شرکت کنید.
با غلبه بر معایب رشته شیمی فیزیک، می‌توان از مزایای این رشته برای موفقیت در ادامه تحصیل و بازار کار بهره‌مند شد.

بازار کار و آینده شغلی فارغ التحصیلان رشته شیمی فیزیک
فارغ التحصیلان گرایش شیمی فیزیک می توانند در بسیاری از صنایع از جمله صنایع دارویی، غذایی، بهداشتی، آرایشی، پتروشیمی، مواد شوینده، پلیمر، صنایع رنگ و رزین و … به عنوان مدیر، طراح و یا سازنده، مدیر فنی، مدیر کنترل کیفی و یا ارتقا دهنده کیفیت محصولات تولیدی فعال باشند.
این افراد همچنین می توانند به ارائه انواع خدمات آموزشی در مدارس، دانشگاه ها، مراکز تحقیقاتی و مراکز آموزش عالی کشور مشغول باشند. علاوه بر آن، می توانند به عنوان کارشناس توسعه و تحقیقات در شرکت های دانش بنیان و یا سایر مراکز تولیدی جهت ارائه طرح های پژوهشی فعالیت کنند. حتی می توانند کسب و کار خودشان را به راه بیندازند.
در کشور ایران بیشترین فرصت شغلی گرایش شیمی فیزیک در مراکز پژوهشی و علمی می باشد. در واقع، فارغ التحصیلان این گرایش، با مطالعه و بررسی مواردی از قبیل تعیین سمت و سوی واکنش، تغییرات انرژی، تعادل در واکنش شیمیایی، تعادل فلزی، الکتروشیمی و یا سینتیک شیمیایی می توانند صنایع مختلف شیمی را به سمت سود بیشتر هدایت کنند. در این صورت از اتلاف انرژی جلوگیری کرده و راندمان تولید محصول را افزایش می دهند.