Fundamentos de Instrumentação Óptica

Conhecimentos de Base Recomendados

Álgebra, Análise Matemática, Física Geral,  Electromagnetismo.

Métodos de Ensino

1- Aulas teóricas com exposição dos conceitos e teorias fundamentais e discussão de aplicações práticas desses conceitos, incluindo a resolução de problemas exemplificativos da matéria leccionada;

2- Aulas laboratoriais.    

Resultados de Aprendizagem

Objectivos formativos:

A- Conhecer os fundamentos físicos da Óptica essencial para a compreensão do funcionamento dos sistemas ópticos de observação do espaço.

B - Conhecer os processos de interacção da radiação electromagnética com a matéria como base para a compreensão dos instrumentos de detecção das ondas electromagnéticas.

C - Familiarizar-se com casos práticos de construção dos instrumentos para observação do espaço em diferentes regiões do espectro de ondas electromagnéticas.

Competências genéricas: Competência em análise e síntese;Competência em comunicação oral e escrita; Conhecimentos de informática relativos ao âmbito do estudo;Competência para resolver problemas;Competência em raciocínio crítico;

Compromisso éticos;Adaptabilidade a novas situações; Criatividade;Preocupação com a qualidade; Competência em autocrítica e auto-avaliação.    

Estágio(s)

Não

Programa

1. Fundamentos da Óptica geométrica: lentes espessas; espelhos; formação da imagem; análise matricial de sistemas ópticos; sistemas
reais - aberrações; análise computacional.
2. Fenómenos ondulatórios: interferência e difracção; polarização.
3. Interacção de ondas electromagnéticas com a matéria - reflexão, refracção, absorção; dependência do comprimento de onda; efeito fotoeléctrico (num átomo, num metal e num semicondutor).
4. Princípios de detecção das ondas electromagnéticas e sensores - fotodíodos, fotomultiplicadores; formação do sinal e ruído; materiais para diferentes comprimentos de onda; tecnologias de CCD e CMOS.
5. Telescópios: telescópios refractores e reflectores, os principais tipos e suas características; formação da imagem, distorsões e limite de resolução; especificidade de construção dos telescópios terrestres e no espaço; exemplos práticos.
6. Métodos e instrumentação avançados: óptica adaptativa; interferometria; fibras ópticas; elementos da óptica de Fourier.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo: 20.0%
Frequência: 80.0%

Bibliografia

 1. E. Hecht, "Óptica", Ed. C. Gulbenkian;

2. F. L. Pedrotti, L. S. Pedrotti, "Introduction to Optics",  1992;

3. "Observational Astronomy: Techniques and Instruments, Edmund C. Sutton, CambridgeUniversity Press, 2012.

4. "Astrophysical Techniques", C. R. Kitchin, Taylor & Francis, 4 edition, 2003.