Física Quântica

Conhecimentos de Base Recomendados

Não aplicável.

Métodos de Ensino

1. Aulas teóricas com exposição dos conceitos, princípios e teorias fundamentais e exemplos de aplicação, recorrendo a meios tradicionais (quadro) e meios audiovisuais;
2. Aulas teórico-práticas de resolução de problemas em que se pretende desenvolver a autonomia dos alunos na resolução de exercícios de aplicação prática, que exijam a conjugação de conceitos teóricos distintos e promovam o raciocínio crítico;
3. Aulas práticas com a realização de trabalhos experimentais.
A avaliação durante o semestre tem uma componente laboratorial (4 pontos) e uma componente de frequência (16 pontos).

Resultados de Aprendizagem

1. Adquirir conceitos básicos da Mecânica Quântica e saber aplicar a situações Físicas específicas.
2. Adquirir conhecimentos básicos de Física Atómica e de Física dos Sólidos. Integração dos conhecimentos adquiridos nestas áreas numa descrição quântica da matéria.
3. Capacidade para procurar e utilizar bibliografia, organizando um conjunto consistente de informações relativas às áreas referidas.
4. Capacidade para resolver problemas, incluindo o desenvolvimento de competências matemáticas adequadas a esse fim.
5. Capacidade para implementar e interpretar experiências simples relacionadas com o conteúdo da disciplina.
. Competência em análise e síntese;
. Competência em comunicação oral e escrita;
. Competência em gestão da informação;
. Competência para resolver problemas;
. Competência em aplicar na prática os conhecimentos teóricos;
. Competência em trabalho em grupo;
. Competência em raciocínio crítico;
. Competência em entender a linguagem de outros especialistas.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Quantificação da luz e da energia. Modelo de Bohr do átomo. Propriedades ondulatórias das partículas.
2. Equação de Schrodinger. Operadores, valores próprios, funções próprias. Interpretação física. Função de onda, densidade de probabilidade e valores espectáveis. Aplicações a problemas unidimensionais: o poço, degrau e barreira de potencial e o oscilador harmónico.
3. O átomo de hidrogénio: resolução da equação de Schrödinger, valores próprios, números quânticos, funções próprias, densidades de probabilidade, momento angular orbital.
4. Momento angular. Experiência de Stern-Gerlach, spin, adição de momento angular.
5. Átomos multielectrónicos. Aproximação do campo central. Acoplamento L-S. Excitações óticas. Taxas de transição e regras de seleção.
6. Introdução à física dos sólidos: Condutores e semicondutores. Teoria das bandas. Propriedades magnéticas dos sólidos. Supercondutividade. Aplicações.

Docente(s) responsável(eis)

Vitali Iourievitch Tchepel

Métodos de Avaliação

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

Avaliação final
Trabalho laboratorial ou de campo: 20.0%
Exame: 80.0%

Bibliografia

- Apontamentos de Física Quântica, Helena Vieira Alberto & João Carvalho, 2018.
- Modern Physics, Krane, editora John Wiley and Sons, Inc., 2nd Ed. 1996.
- Apontamentos de Fundamentos de Física Moderna (cap. 2) Pedro Vieira Alberto, 1995.
- Quantum Physics, R. Eisberg and R. Resnick, John Wiley Sons, 2nd Ed.1974.
- Introduction to Quantum Mechanics, D.J. Griffiths , Prentice Hall, 1995.