Instrumentação para Deteção de Radiação

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos de Mecânica Quântica, Física Atómica e Nuclear e Óptica.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas expositivas  e aulas laboratoriais.

Resultados de Aprendizagem

Formação avançada em:
- princípios e técnicas de detecção utilizadas em experiências de física nuclear e de partículas,
- instrumentação para física nuclear e de partículas com o foco nos sistemas de detecção de radiação,
- óptica não linear e óptica de Fourier,
- técnicas de espectroscopia óptica.

Aquisição de capacidades para, na área da detecção de radiação:
- compreender o estado-da-arte,
- projectar e desenvolver detectores de radiação,
- analisar e resolver problemas, implementando soluções e explorando-as.

Aquisição de capacidades para, na área da óptica:
- compreender e desenvolver aplicações tecnológicas nos domínios da óptica não linear e óptica de Fourier,
- compreender e explorar técnicas e equipamentos de espectroscopia óptica

Estágio(s)

Não

Programa

1. Interacção da Radiação na Matéria
Interacção de partículas carregadas com a matéria e dE/dx; aproximação de Bohr e equação de Bethe-Block; straggling e alcance; curva de Bragg; radiação electromagnética; neutrões e termalização. Medidas de energia, posição e tempo. Detectores: gasosos, de semicondutor, cintiladores; líquidos e criogénicos; fotomultiplicadores.

2. Óptica de Fourier
Domínios t e f; transformada de Fourier duma lente, análise de Fourier, coerência, correlacionador 4f. Aplicações: filtragem espacial, correlação óptica, hologramas, interferometria, microscopia de contraste de fase e espectroscopia.
Óptica não Linear: duplicação de frequência; efeitos Kerr, Pockels e Faraday.

3. Espectroscopia
Espectroscopia atómica e molecular; medidas de vidas médias. Técnicas ópticas: monocromadores e espectrómetros; fontes de luz; calibração espectral e radiométrica; detectores; filtros coloridos, neutros e interferenciais; fotoelectrão único. Espectroscopia de raios-X.

Docente(s) responsável(eis)

Maria Isabel Silva Ferreira Lopes

Métodos de Avaliação

Avaliação
Exame: 20.0%
Trabalho de síntese: 20.0%
Trabalho laboratorial ou de campo: 20.0%
Resolução de problemas: 40.0%

Bibliografia

1 - W.R. Leo, “Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments”, Springer, 1994
2 – C. Leroy, P. G. Rancoita, “Principles of Radiation Interaction in Matter Detection”, World Scientific, 2009
3 – J. F. Ziegler, “The Stopping of Energetic Light Ions in Elemntal Matter”, J. Appl. Phys./Rev. Appl. Phys., 85, 1249-1272 (1999)
4 - J. M. Lerner, “Imaging Spectrometer Fundamentals for Researchers in the Biosciences – A Tutorial”, Cytometry, Part A 69A:712-734 (2006)
5 – Eugene Hecht , “Óptica”, Fundação Calouste Gulbenkian, 2002
6 – Frank L. Pedrotti, Leno M. Pedrotti, Leno S. Pedrotti, “Introduction to Optics”, Pearson Education  Limited, 3rd ed., 2014
7 –Joseph W.  Goodman, “Introduction to Fourier Optics”, Roberts & Company, Englewood, Colorado, 2005
8 – R. Kalytis, “Photon counting in Astrophotometry. Fundamentals and some advices for beginners”, Tr.J. of Physics, 23 (1999) 335-345