Disciplina Curricular
Mecânica Quântica MQua
Licenciatura Bolonha em Química - 5_Plano 2015/16 a 2018/19
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
Compreensão das ideias fundamentais e domínio das técnicas básicas da Mecânica Quântica, preparando desenvolvimentos e aplicações mais sofisticadas em disciplinas da física.
Programa
1. Introdução Revisões de conceitos básicos de Mecânica Quântica já alvo de aprendizagem 2. Ferramentas matemáticas da MQ 2.1. Espaço de funções de onda de uma partícula, F 2.2. Bases ortonormadas 2.3. Operadores lineares 2.4. “Bases” não pertencentes a F 2.4.1. Ondas planas 2.4.2. Funções delta 2.4.3. Generalização: bases contínuas “ortonormadas” 2.4.4. Funções mistas 2.5. Espaço de estados e notação de Dirac 2.5.1. Espaço de estados E e vetores ket 2.5.2. Espaço dual E* e vetores bra 2.5.3. Operadores lineares. Operadores adjuntos e hermíticos 2.6. Representações no espaço de estados 2.6.1. Bases ortonormadas 2.6.2. Representação matricial de kets e bras 2.6.3. Representação matricial de operadores 2.7. Mudança de representação 2.8. Equação aos valores e vetores próprios de operadores 2.9. Observáveis e conjuntos completos de observáveis comutantes 2.10. As representações e e os operadores e 2.11. Produto tensorial de espaços de estados 2.12. Função de operadores 3. Postulados da Mecânica Quântica e Consequências 3.1. Introdução 3.2. Os seis Postulados 3.3. Discussão física e consequências 3.4. Evolução temporal 3.4.1. Conservação da norma do vetor estado 3.4.2. Equação de continuidade 3.4.3. Evolução temporal dos valores médios de observáveis 3.5. Sistemas conservativos e estados estacionários 3.6. Constantes do movimento 3.7. Medições: observáveis compatíveis e incompatíveis 4. Transformações Unitárias 4.1. Propriedades gerais 4.2. Operador paridade 4.3. Operador evolução 5. Operador densidade 5.1. Mistura estatísitca de estados quânticos 5.2. Operador densidade 6. Momento angular 6.1. Momento angular orbital - revisões 6.2. Interação do momento angular orbital com um campo magnético - revisões 6.3. Spin intrínseco e partículas de spin 1/2 - revisões 6.4. O operador spin e os postulados da MQ 6.5. Momento angular geral 7. Acoplamento de momentos angulares 7.1. Regras gerais 7.2. Exemplo do acoplamento de 2 spins1/2 7.3. Exemplo do acoplamento do momento angular orbital e do spin 8. Átomo de hidrogénio: estrutura fina 8.1. Átomo de hidrogénio: revisões 8.2. Estrutura fina
Métodos de ensino e avaliação
A avaliação tem duas componentes: uma formativa e outra sumativa. 1 – Avaliação formativa - não contribui para a classificação A avaliação consistirá em cerca de 7 questionários curtos de 10 minutos cada, distribuídos ao longo do semestre. Estes quizzes são realizados online com recurso à plataforma informática kahoot. O tratamento estatístico das respostas é projetado de imediato. Perguntas dos questionários saem na avaliação sumativa, sendo pedida, então, a justificação da resposta. 2 – Avaliação sumativa – determina a classificação São oferecidas duas modalidades de avaliação sumativa: Modalidade A – exame final escrito sem consulta com a duração de 3 horas. Modalidade B – três mini-testes escritos sem consulta com a duração de 60 minutos cada, a realizar ao longo do semestre. Alunos com média positiva nestes três testes obtêm imediatamente qualificação à disciplina, sendo, portanto, dispensados de ir a exame final. A não obtenção de qualificação através da modalidade B remete o aluno automaticamente para a modalidade A.