物理學科1978年開始培養(yǎng)碩士，1986年獲得碩士學位授予權(quán),，同年起連續(xù)六屆評為省重點學科,，2006年獲得博士學位授予權(quán)，2009年建立物理學博士后流動站, 2010年獲得物理學一級博士點,，涵蓋8個二級學科,。學科有五個穩(wěn)定研究方向。作為地方院校,，河南師范大學理論物理研究組是最早加入北京電子譜儀國際合作組（BES）的地方院校,，參與制訂BESIII發(fā)展規(guī)劃黃皮書，排除了國際熱點問題“輕超對稱粒子假設”,，多次在國際會議上被重點評述,；凝聚態(tài)物理學研究組在“汽車尾氣處理三元催化劑性能”研究方面，發(fā)現(xiàn)了影響三元催化劑性能的關鍵因素,所主持的關于“極化子理論”國家自然科學基金項目被評為“特優(yōu)”,；光學研究組關于“光與原子束間量子傳遞”工作被澳Hope研究組列為“量子傳遞技術”三篇代表工作之一,，“量子超化學”研究成果發(fā)表在Phys. Rev. Lett.，多次在國際學術會議上做特邀報告,；原子與分子物理研究組建立了簡捷計算電子被分子散射的理論方法,，詮釋了電子散射小角度截面非零問題，榮獲河南省科技進步獎,；新能源研究與應用研究組在高效率太陽能電池材料研發(fā)方面獲得重大進展,，研發(fā)的新型聚合物太陽能電池材料的光電轉(zhuǎn)化效率已達7.2%,處于國際領先地位。
學科在國內(nèi)同類學科中形成了具有一定特色和較大學術優(yōu)勢的研究方向,，凝聚了一批優(yōu)秀人才和具有扎實基礎的后備隊伍,，有教授16人（14人為博士生導師）、副教授41人,、具有博士學位人員97人,，學科梯隊結(jié)構(gòu)逐漸合理；科研水平在國內(nèi)同類高校中領先地位十分明顯：承擔的科研項目和經(jīng)費數(shù)位居前列；發(fā)表的學術論文數(shù)量,、級別和引用率在國內(nèi)同類學科中較為突出,；學術成果數(shù)量多、影響大,；一些方向在國際上有較大的知名度,。學科中的理論物理學科是河南省發(fā)展較早，并具有國際國內(nèi)影響力的學科之一,，在長期的發(fā)展過程中積累了一批處于國際領先的成果,，培養(yǎng)了1位中科院院士，7名國家杰青,，8名國家優(yōu)青,，有9人成為省級特聘教授或入選科學院“百人計劃”。這些人中有的已成為國內(nèi)所在領域?qū)W術研究中的領軍人物(如中科院高能所研究員張新民),。其他重要項目獲得者,，如國家杰出青年基金獲得者楊金民研究員和李海波研究員，國家杰青獲得者,、教育部“新世紀優(yōu)秀人才支持計劃”獲得者華中師范大學楊亞東教授,，國家優(yōu)秀青年基金獲得者、教育部“新世紀優(yōu)秀人才支持計劃”獲得者,、河南省特聘教授,、河南省杰青曹俊杰等優(yōu)秀人才。我學科培養(yǎng)的博士畢業(yè)生常欽的博士論文于2012年入選全國優(yōu)秀博士論文,。
本學科研究與河南省重點發(fā)展的新能源、新材料,、信息技術等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)息息相關,；河南由人口大省向人力資源強省邁進，急需大量創(chuàng)新型高學歷物理學人才,；物理學一級學科的設立,，有利于匯聚高水平研究隊伍、培養(yǎng)更多物理學高級人才,，以滿足河南乃至全國經(jīng)濟發(fā)展和科技創(chuàng)新的迫切需要,。
物理學一級學科下設理論物理、凝聚態(tài)物理,、光學,、原子與分子物理四個二級學科點。
1.1 理論物理學科點
理論物理學科自1986年起連續(xù)六屆被評為河南省重點學科,，已培養(yǎng)出6名國家杰青和8名省級特聘教授,。在長期的發(fā)展過程中，圍繞LHC和BEPC國際合作實驗，緊密跟蹤理論物理的國際前沿和熱點,，形成新物理唯象研究,、B物理與CP破壞和BES實驗數(shù)據(jù)分析3個穩(wěn)定研究方向。
1.新物理模型研究：本研究團隊是八十年代國內(nèi)最早開展technicolor(TC)理論研究的小組,，也是國際上幾個主要研究組之一,，研究成果被多家實驗組大量引用。美國費米實驗室著名專家C. Hill 在關于TC理論的權(quán)威綜述報告Phys. Rep. 381(影響因子為14.742)收錄本學科10篇相關論文,。
本方向在超對稱研究方面取得一些重要成果：排除國際熱點問題“輕超對稱粒子假設”（發(fā)表在頂尖期刊Phys. Rev. Lett.）,，多次在國際會議上被重點評述；在頂夸克研究上,，提出一種大幅度簡化計算味改變中性流過程的新方法,，國際上較早對頂夸克前后不對稱性進行研究等,，近兩年有兩篇論文單篇引用超過50次,。
2.B物理與CP破壞研究：作為國內(nèi)主要研究組,，參與制訂北京正負電子對撞機--北京譜儀BESIII發(fā)展規(guī)劃黃皮書，負責B物理章節(jié)的撰寫,。代表性工作包括提出一種“雙膠子”新機制,，解釋了CLEO國際合作組發(fā)現(xiàn)的困惑,；提出解釋B衰變中慢J/Ψ粒子過量產(chǎn)生問題的新方法，目前該方法引起美國BABAR和日本BELLE國際實驗合作組的重視，正在被檢驗,。相關成果發(fā)表在Phys. Rev.等SCI頂尖期刊24篇,，其中發(fā)表于Phys. Rev.D 72:015009(2005) 上的論文被引用超過50次,。
3. BES實驗數(shù)據(jù)分析：作為國內(nèi)最早加入北京譜儀國際合作組（BES）的地方研究組，為BES發(fā)展輸送大量后備人才,，并在實驗數(shù)據(jù)分析,、軟硬件開發(fā)等方面做出突出工作。
1.2 凝聚態(tài)物理學科點
凝聚態(tài)物理方向緊密圍繞當前能源與環(huán)境的熱點問題形成了表面界面物理,、低維量子結(jié)構(gòu)和新型高效納米催化材料的模擬與設計三個穩(wěn)定的研究方向,。
1. 表面界面電子結(jié)構(gòu)與表面吸附的研究：(1) 摻雜晶體表面界面電子結(jié)構(gòu)及摻雜半導體表面吸附特性的研究,，發(fā)現(xiàn)表面-界面存在電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,；(2) 磁性多層膜研究，揭示了磁性超薄膜材料在半導體和非磁金屬襯底表面的磁性增強和磁有序特征,；(3) 金屬/氧化物催化劑的理論研究,，揭示了催化機理和影響催化性能的重要因素。其中關于“Au與表面相互作用”的研究,，發(fā)表在Phys. Rev. B的兩篇論文受到了廣泛關注,，已被引用110次；在國際上較早開展了“汽車尾氣處理三元催化劑性能”的理論研究，已在Phys. Rev. B等刊物發(fā)表論文24篇,，其中關于“CeO2 表面電子結(jié)構(gòu)”的研究論文被引用82次,。
2. 低維量子結(jié)構(gòu)研究：研究了寬帶隙氮化物半導體低維量子結(jié)構(gòu)中的電子結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)，半導體異質(zhì)結(jié)構(gòu)及其表面,、界面光學聲子模等,。提出了寬帶隙氮化物半導體異質(zhì)結(jié)中內(nèi)建電場和激子態(tài)的計算方法，成功解釋了由極性半導體材料組成的量子結(jié)構(gòu)中的激子態(tài),、帶間光躍遷及輸運現(xiàn)象,，相關成果發(fā)表在Phys. Rev. B，J. Appl. Phys.等SCI源期刊上被引用61次,。用量子場論方法深入研究了電子-聲子相互作用,，并系統(tǒng)發(fā)展了極化子理論，所主持完成的關于極化子理論的國家自然科學基金項目被評為“特優(yōu)”,。
3. 新型高效納米催化材料的模擬與設計：本方向致力于用基于密度泛函理論的第一性原理方法研究納米尺度金屬團簇,、核殼機構(gòu)團簇及負載型納米團簇的穩(wěn)定性、構(gòu)效關系,。通過對電子結(jié)構(gòu)的研究,，來理解影響納米催化材料的根本因素；通過第一性的分子動力學模擬,，來研究團簇的穩(wěn)定性,；通過摻入不同的元素形成核殼結(jié)構(gòu)，來調(diào)制團簇的活性和穩(wěn)定性,，并降低催化材料的成本,。本方向的研究結(jié)果已在J.Phys. Chem.C等著名的國際刊物，對燃料電池電極催化劑的設計和改進提出了獨到的見解,。
1.3光學學科點
相干物質(zhì)波光學與量子調(diào)控研究,，為新一代量子器件高新技術的研發(fā)提供科學基礎，是物理學前沿新興的,、具有重要科學意義和應用價值的方向,，受到各國政府和學術界的關注和重視，我國政府“十一五”規(guī)劃也把量子調(diào)控列為四個重要基礎科學專項之一,。光學二級學科在國內(nèi)率先開展了原子激光束相干性及其光學調(diào)控技術,、量子超化學、激光大氣空間傳播等方面的研究,，取得了一批高水平的研究成果,，在國內(nèi)有一定的地位。
1. 原子激光束相干性及其光學調(diào)控技術：研究了光場量子特性,、原子間相互作用及環(huán)境噪聲對原子束相干性與品質(zhì)因子等的影響,，并取得了一系列重要成果,。其中光與原子束間的量子傳遞工作被國外同行連續(xù)引用，澳大利亞Hope研究組把該工作列為量子傳遞技術三篇代表工作之一（在三篇論文中發(fā)表時間最早）,，丹麥Molmer小組提名評述該工作為產(chǎn)生壓縮原子激光的“標準方案”之一,。
2. 量子超化學：通過與量子光學領域著名專家P.Meystre合作，研究了原子激光器中的量子超化學（超冷溫度下原子－分子轉(zhuǎn)化的玻色增強）及異核分子產(chǎn)生中的量子干涉效應等,，其中有兩篇研究論文發(fā)表在國際物理學頂尖期刊Phys. Rev. Lett.,，得到美國P. Julienne教授等著名專家的高度評價，在首屆國際量子調(diào)控大會,、第三屆國際冷原子物理大會等國際學術會議上做特邀報告,。
3.激光大氣空間傳播研究：在張明高院士帶領下，率先在實驗室開展了激光和大氣分子的光吸收和散射過程的研究,，測得了不同波長光和這些分子的衰減系數(shù),，取得了一批高水平的研究成果，為進一步建立光大氣傳播模型打下了堅實基礎,。該方向研究代表國內(nèi)領先水平,。
1.4 原子與分子物理學科點
原子與分子物理二級學科從1992年開始培養(yǎng)碩士研究生，1996年成為第六批碩士授予權(quán)學科,，2001年已開始聯(lián)合招收博士研究生,。2004年成為河南省重點學科。本學科是國內(nèi)該學科最高學術組織-原子分子物理專業(yè)委員會的成員單位之一,。近年來本方向就以下方面開展了深入研究,，形成了自己的特色，取得了一系列科研成果：
1. 原子分子碰撞研究：（1）建立了散射過程中電子與原子相互作用的光學勢模型,，提出了簡捷計算電子被分子散射這一公認難題的理論方法,。在中高能區(qū)對大量原子、分子的散射截面進行了準確的計算,，特別是對一系列復雜分子散射截面的計算,，得到了國內(nèi)外同行(如德國Ulm大學光譜與結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)研究組等)的關注。（2）構(gòu)造了分子勢能函數(shù),，并成功應用于研究原子與原子之間的碰撞（特別是冷碰撞）,，建立了一種研究原子-原子碰撞的新方法。發(fā)表在Phys. Rev. A,，J. Phys. B等刊物上的論文被引用235次,，并獲河南省科技進步獎1項。
2．激光場中電子與原子的相互作用研究：以頻率,、極化方向和強度為特征的激光場背景下電子被原子散射是一種更為復雜的碰撞過程,，建立并完善了一套以低頻激光為前提的近似微擾理論方法,，成功解釋了激光場中電子與原子散射的小角度截面非零問題,。研究成果發(fā)表在Phys. Rev. A, Z. Phys. D等國際著名學術期刊上,，被引用76次。
3. 激光誘導下大分子激發(fā)態(tài)動力學的研究：通過對激光能量誘導下氫鍵復合物及其單體（如香豆素102的苯胺溶液等）激發(fā)態(tài)動力學的研究,，得出氫鍵在激發(fā)態(tài)增強等新結(jié)論,。研究成果發(fā)表在J. Compt. Chem.等刊物上，其中2008年發(fā)表在J. Phys. Chem. A上的論文已被引用9次,。