Plano de Estudos

Física Quântica I FQ-I

Contextos

ECTS

6.0 (para cálculo da média)

Objectivos

Neste curso pretende-se que os alunos dominem os conceitos fundamentais da Teoria da Relatividade Restrita e da Mecânica Quântica, e que consigam resolver problemas de aplicação que os envolvam. E ainda que entendam como a MQ descreve o átomo, o núcleo e alguns fenómenos atómicos e nucleares.

Programa

Relatividade Restrita Transformadas de Lorentz (TL), contração do espaço e dilatação do tempo; momento linear e força; equivalência massa-energia, partículas sem massa; quadri-momento. Mecânica Quântica Génese da MQ, radiação do corpo negro, efeito fotoelétrico e efeito de Compton. Modelo de Bohr. Dualidade onda-corpúsculo da radiação e matéria; equação de Schrödinger e soluções estacionárias; função de onda e interpretação probabilística; operadores Hamiltoniano, momento linear e momento angular; valores médios; Princípio de Incerteza de Heisenberg; poços e barreiras de potencial; efeito de túnel; oscilador harmónico. Aplicações da MQ Eq. de Schrödinger do átomo de hidrogénio. Quantificação da energia e do momento angular; momento magnético; efeito de Zeeman; spin e momento magnético; Estrutura atómica e Princípio de Exclusão de Pauli. Partículas e interações fundamentais; núcleo: energia de ligação, spin, momento magnético; declínio radioativo.

Método de Avaliação

As aulas teóricas, de 50 min, com uma exposição acompanhada de projeção lenta e progressiva de slides, posteriormente disponibilizados aos alunos. Nas aulas teórico-práticas, de 80 min, a docente resolve alguns dos problemas, os que servem de exemplo e os mais difíceis, também com o apoio de projeção lenta e progressiva de slides. Outros problemas são resolvidos pelos alunos, partindo de pistas dadas pela docente, durante um tempo pré-estabelecido. Posteriormente, procede-se à discussão. Há uma aula de dúvidas semanal, presencial e em zoom, para esclarecimento de dúvidas. Avaliação formativa compreende a realização de cerca 10 questionários online e tempo real, nas aulas teóricas, para avaliação da aprendizagem. Os resultados não contribuem para a classificação. Avaliação sumativa compreende: modelo A com a realização de um exame final de 3h sem consulta; modelo B com a realização, ao longo do semestre, de três testes de uma 1h sem consulta. Esta avaliação determina a classificação.

Carga Horária

Bibliografia

Principal

• Modern Physics, 3ª edição: R. A. Serway, C. J. Moses and C. A. Moyer, 2005 Editora: Thompson

Secundária

• Special Relativity: A. P. French 1971 Editora Chapman and Hall
• 3. The Structure of Matter: a Survey of Modern Physics: S.Gasiorowicz 1979 Editora Addison-Wesley Pub. Co.

Disciplinas de Execução

2023/2024 - 1 Semestre