Tópicos de Física Moderna

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática I, Álgebra Linear e Geometria Analítica.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas com exposição dos conceitos e exemplos de aplicação, recorrendo a meios tradicionais (quadro), meios audiovisuais e demonstrações experimentais; aulas teórico-práticas em que os alunos resolvem problemas que aplicam os conceitos abordados a situações práticas e desenvolvem sentido crítico em relação aos resultados; aulas práticas com a realização de dois trabalhos experimentais.

Resultados de Aprendizagem

Transmitir aos alunos conceitos básicos e ferramentas de trabalho que permitem explicar, compreender e prever fenómenos em Física Clássica e em Física Quântica e a sua relação com Computação Quântica. Aquisição de competências em análise e síntese, comunicação escrita, resolução de problemas, raciocínio crítico, aprendizagem autónoma, trabalho de grupo e aplicação prática de conhecimentos teóricos.

Estágio(s)

Não

Programa

1. A medida em Física Clássica.  

2. A descrição do movimento de uma partícula em Física Clássica.

A equação do movimento de uma partícula a uma dimensão. Descrição do comportamento de uma partícula a partir da energia potencial e das condições iniciais. Oscilador harmónico clássico.

3. A descrição de uma onda.

Equação geral de uma onda a uma dimensão. Sobreposição e interferência. Ondas estacionárias. Batimentos. Pacotes de onda. Transmissão de informação. Ondas eletromagnéticas: o limite da ótica geométrica e da ótica física.

4. Física Quântica

A interpretação probabilística da função de onda de uma partícula. A equação de Schrödinger a uma dimensão: exemplos. O problema da medida em Física Quântica. Os estados de spin como exemplo de um sistema quântico binário. Estados de Bell.

5. Computação Quântica

Relação entre bits clássicos e bits quânticos ou qubits. Operações com qubits. Potencialidades e dificuldades de implementação.

Docente(s) responsável(eis)

Maria Helena Almeida Vieira Alberto

Métodos de Avaliação

Avaliação
A avaliação pode ser realizada em exame final ou durante o semestre. A avaliação durante o semestre consiste em duas frequências durante o semestre, com um peso total de 85% e uma nota mínima de 9,5 em 20, e a avaliação da componente prática (relatório em grupo e resposta individual a uma questão sobre cada trabalho) com um peso total de 15% e uma nota mínima de 9,5 em 20: 100.0%

Bibliografia

• Jorge Dias de Deus, Mário Pimenta, Ana Noronha, Teresa Peña, Pedro Brogueiro (2000) – “Introdução à Física”, 2ª edição, McGraw-Hill.
• Kennneth Krane (1996) - “Modern Physics”, 2nd edition, John Wiley & Sons, Inc.
• Michael A. Nielsen and Isaac L. Chuang (2010) “Quantum Computation and Quantum Information”,  Cambridge University Press
• Vitaly Chepel (2006)- “Apontamentos de Tópicos de Física Moderna”, DF-FCTUC