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物理系成立于1979年，由軍事工程學院時期的原子工程系、普通物理教研室和長沙工學院時期的激光研究室組成。

該系的物理學專業具有博士學位授予權并按一級學科招收博士，其中原子與分子物理為國家重點學科。物理學設有博士后流動站。碩士點包含有原子與分子物理、理論物理、等離子體物理、凝聚態物理、粒子物理與原子核物理、光學等研究方向。

現有教授8名、副教授18名、高級工程師2名、講師16名，青年教師占47％，其中獲碩士學位的18名、獲博士學位的20名。擔任博士生導師的有李承祖教授、邵福球教授、袁建民教授、黃明球教授、曾交龍教授、譚吉春教授，兼職教授有姜宗福教授、趙伊君教授、經福謙教授、袁乃昌教授。

教師中有國家杰出青年基金項目獲得者1人（袁建民），全國百篇優秀博士論文作者2人（陳平行、羅劍峰），獲優秀提名獎1人（曾交龍），國家“百千萬人才工程”第一、二層次1人（袁建民），湖南省“芙蓉學者”1人（袁建民），全國百名名師（李承祖），進入“高性能計算”國家創新團隊學術帶頭人1人（袁建民），入選新世紀人才計劃3人（曾交龍、陳平行、趙增秀），進入湖南省121人才工程1人（曾交龍）。

該系現有基礎物理、近代物理、大學物理實驗中心3個教研室。其中基礎物理教研室承擔全校非物理專業大學物理公共基礎課、理學院物理類專業本科生和研究生部分專業基礎課和專業課的教學，同時承擔了大量的基礎研究任務、物理系學科建設以及學校“十一五”和“985工程”建設任務，其中，大學物理被評為國家精品課程。近代物理教研室承擔理學院、光電工程學院的物理專業課和公共課教學任務、以及理論物理和研究生課程教學任務，目前該教研室承擔了二十多項科研項目，包括1項自然科學基金重點項目和5項面上項目、1項863重點項目、2項教育部新世紀優秀人才計劃、4項全國優秀博士學位論文項目、3項湖南省優秀博士學位論文項目、多項校科研計劃項目。近年來發表學術論文300多篇，其中被SCI收錄125篇，被引用達上千次。大學物理實驗室的實驗用房使用面積6100 M2，設備臺件數4000余臺，設備總值2000余萬元，儀器設備在華南地區高等院校中處于領先水平。