2.2.1 Efeito Hall e Magnetoresistência Condutividade Elétrica AC Corrente Elétrica em um Campo Magnético

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1 Conteúdo 1 Revisão de Física Moderna Equação de Schrödinger; Autoestados e Valores Esperados O Poço de Potencial Innito:Quantização da Energia O Oscilador Harmônico: Degenerescência Partícula Carregada em um Campo Magnético Estático:Níveis de Landau O Átomo de Hidrogênio O Spin do Elétron e o Princípio de Exclusão Interação de Troca e Hamiltoniano de Heisenberg Momento Angular de Átomos com Vários Elétrons: Regras de Hund Efeitos da Temperatura: Física Estatística Estatística de Gases Quânticos Exercícios Soluções dos Exercícios A1 Segunda Quantização; Operadores de Criação e Aniquilação B1 Segunda Quantização; Panorama Geral C1 Matriz Densidade Elétrons Livres nos Metais O Modelo de Drude dos Metais Formulação Matricial da Corrente Elétrica iii

2 2.2.1 Efeito Hall e Magnetoresistência Condutividade Elétrica AC Corrente Elétrica em um Campo Magnético Oscilante O Modelo Quântico do Gás de Elétrons Estado Fundamental de Um Gás de Férmions A Esfera de Fermi Densidade de Estados Propriedades Térmicas de um Gás de Elétrons Energia Interna e Calor Especíco do Gás Quântico Condutividade Elétrica no Gás Quântico Exercícios Soluções dos Exercícios A2 O peradores de Criação-Aniquilação para Férmions B2 Aproximação de Hartree-Fock para o Gás de Elétrons Ligações Químicas nos Sólidos Ligação Covalente Ligação Iônica Ligação Metálica Pontes de Hidrogênio Forças de van der Waals: Ligação Molecular Exercícios Soluções dos Exercícios A3 Interação de van der Waals Simetrias do Estado Cristalino 4.1 Redes de Bravais Simetrias do Estado Cristalino Rede Recíproca Esfera de Fermi e Primeira Zona de Brillouin Exercícios Soluções dos Exercícios iv

3 5 Bandas de Energia O Teorema de Bloch A aproximação de ligação forte O Gás de E létrons em Um Potencial Fraco Metais, Isolantes e Semicondutores E xercícios Soluções dos E xercícios A5 Semicondutores Dinâmica da Rede Cristalina Modos Normais de Vibração Cadeia Linear Monoatômica: Modo Acústico Cadeia Linear Diatômica: Modo Ótico O Potencial da Rede: Aproximação Harmônica Fônons E xercícios Soluções dos E xercícios A6 Quantização da Cadeia Linear: Fônons Acústicos O Calor Especíco dos Sólidos Falha do Modelo Clássico do Calor Especíco: Lei de Dulong- Petit O Modelo de E instein O Modelo de Debye Calor E specíco nos Metais E xercícios Soluções dos E xercícios A7 Férmions Pesados Magnetismo Campo Magnético, Indução Magnética e Magnetização Dia-, Para- e Ferromagnetismo Teoria Microscópica do Magnetismo Momento Magnético. Interação Com um Campo Estático182 v

4 8.3.2 Interação de Troca e o Campo Molecular Magnetismo Itinerante Ordem Magnética no Modelo de Magnetismo Itinerante Campo Cristalino e Anisotropia Magnética Tipos de materiais magnéticos Magnetismo Nuclear e Ressonância Magnética Nuclear Exercícios Soluções dos Exercícios A8 Interação de Troca entre Íons e Elétrons de Condução em 1 Dimensão B8 Interação de Troca entre Íons e Elétrons de Condução em 3 Dimensões C8 Mágnons Supercondutividade Características Básicas de um Supercondutor Equação de London A Teoria BCS da Supercondutividade Pares de Cooper Por que um Supercondutor é Supercondutor? Efeito Meissner e Teoria BCS Efeito Josephson Coerência de Fase, Quantização do Fluxo e SQUIDs Os Novos Supercondutores Exercícios Soluções dos Exercícios AInteração Efetiva entre Elétrons via Fônons: Pares de Cooper 255 B Teoria BCS Noções de Teoria de Grupos e Suas Aplicações ao Estado Sólido Operações de Simetria Representação Matricial de Um Grupo Representações Redutível e Irredutível de um Grupo vi

5 10.4 O Grupo de Rotações O Aplicações ao Estado Sólido Desdobramento de Orbitais Atômicos em um Campo Cristalino Propriedades de Simetria de Funções de Onda Eletrônicas em Cristais Espectro de Fônons da Rede Exercícios Soluções dos Exercícios Algumas Técnicas Experimentais em Estado Sólido 27 A1.1 Difração de Raio-X A1.2 Ressonância Magnética Nuclear A1.3 Efeito Mössbauer A1.4 Difração de Nêutrons A1.5 Resistividade Elétrica A1.6 Magnetização A1.6.1 SQUIDs A1.7 Outras Técnicas Produção de Temperaturas Baixas e Ultra-Baixas Tabela de Constantes Físicas Fundamentais 323 vii