El Ocio Fernand Léger

FÍSICA MODERNA I José Fernando Fragalli Departamento de Física Udesc/Joinville APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA Física Moderna é a denominação dada ao conjunto de teorias surgidas no começo do Século XX, principiando com a Mecânica Quântica e a Teoria da Relatividade e as alterações no entendimento científico daí decorrente, bem como todas as teorias posteriores. De fato, destas duas teorias resultaram drásticas alterações no entendimento das noções de espaço, tempo, medida, causalidade, simultaneidade, trajetória e localidade. Wikpédia

FÍSICA MODERNA I FMO1001 FÍSICA DA PRIMEIRA METADE DO SÉCULO XX Turma A Licenciatura em Física 7 a Fase 72 horas (4 horas por semana - 18 semanas) Pré-requisito: FGE4001 (Física Geral IV)

1. Apresentação do Professor 2. Apresentação dos Alunos 3. Ementa e Programa da Disciplina 4. Desenvolvimento do Programa 5. Bibliografia 6. Critério de Avaliação 7. Objetivos da Disciplina 8. FMO1001 e o Curso de Licenciatura em Física

Quem sou? APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 1. APRESENTAÇÃO DO PROFESSOR Prof. José Fernando Fragalli Como encontrar-me? 1) Pessoalmente: Sala 09 2 o Andar do Prédio das Licenciaturas. 2) Por telefone: 4009-7858 ou 4009-7944 (recados). 3) Ainda por telefone: 9614-9286 (urgências). 4) Eletronicamente: jose.fragalli@udesc.br.

Onde estudei? APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 1. APRESENTAÇÃO DO PROFESSOR 1) Sou Bacharel em Física (1981 a 1985) pelo Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da Universidade de São Paulo (USP). 2) Sou Engenheiro de Materiais (1977 a 1988) pelo Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). 3) Sou Mestre em Física Básica (1986 a 1989) também pelo IFSC-USP. 4) Sou Doutor em Física Básica (1989 a 1994) também pelo IFSC-USP.

1. APRESENTAÇÃO DO PROFESSOR Como vim lecionar no CCT-UDESC? 1) Prestei concurso público em Julho de 1994, fui aprovado e desde Agosto de 1994 sou professor lotado no DFIS-CCT-UDESC. 3) Fui Coordenador do Curso de Licenciatura Plena em Física do CCT-UDESC (Agosto de 1995 a Maio de 1997). 4) Fui Chefe do Departamento de Física do CCT-UDESC (Julho de 2010 a Julho de 2012). 5) Sou o atual Chefe do Departamento de Física (desde 24 Julho de 2014).

1. APRESENTAÇÃO DO PROFESSOR Que atividades de Extensão Universitária desenvolvo? 1) Coordeno o Projeto de Extensão Astronomia como Base da Educação para a Ciência Programa Mundo Físico. - Observações com telescópio às sextas-feiras na rotatória das Universidades. - Palestras sobre Astronomia em escolas de Ensino Médio. - Programas sobre Astronomia na Rádio Udesc FM*.

1. APRESENTAÇÃO DO PROFESSOR Que atividades de Extensão Universitária desenvolvo? 2) Coordeno o Projeto de Extensão Colóquios de Física 2014 Programa Mundo Físico. - Palestras sobre Ciência & Tecnologia. - Palestras sobre Engenharia. - Palestras sobre curiosidades científicas de outras áreas de conhecimento: Filosofia, Artes.

1. APRESENTAÇÃO DO PROFESSOR Que atividades de Extensão Universitária desenvolvo? 3) Coordeno o Programa de Extensão RENEW Divulgação de Energias Renováveis e Sustentabilidade. - Construção de um Gerador Eólico. - Pura Energia. - Escola Sustentável. - Website RENEW.

1. APRESENTAÇÃO DO PROFESSOR Que atividades de Pesquisa desenvolvo? 1) Coordeno o Grupo de Óptica do DFIS-CCT-UDESC. 2) Coordeno o Projeto de Pesquisa Produção e Caracterização de Filmes Finos de a-c:h e a-si:h. - Trabalho com propriedades mecânicas (hidrofobicidade) de filmes finos. - Trabalho com propriedades estruturais de filmes finos. - Trabalho com propriedades ópticas de filmes finos semicondutores.

2. APRESENTAÇÃO DOS ALUNOS Quem são vocês? 1) Daiane, David, Fabíola e Liana. O que fazem profissionalmente? 1) Dão aulas nas escolas da região? 2) Trabalham em projetos de extensão? 3) Conhecem os grupos de pesquisa do DFIS e do CCT? 4) Já fazem Iniciação Científica? 5) Trabalham em projetos de pesquisa? SEJAM MUITO BEM VINDOS!!!!!

Ementa APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 3. EMENTA E PROGRAMA DA DISCIPLINA http://www.joinville.udesc.br/portalc/ensino/graduacao/fis ica/disciplina.php?d=fmo1001&c=fisica História e evolução dos conceitos da Física Quântica. Radiação de Corpo Negro. Dualidade onda-partícula. O Princípio da Incerteza de Heisenberg. O modelo atômico de Bohr.

3. EMENTA E PROGRAMA DA DISCIPLINA Ementa (continuação) http://www.joinville.udesc.br/portalc/ensino/graduacao/fis ica/disciplina.php?d=fmo1001&c=fisica A Equação de Schroedinger. O Átomo de Hidrogênio. O spin do elétron.

Programa APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 3. EMENTA E PROGRAMA DA DISCIPLINA http://www.joinville.udesc.br/portalc/ensino/graduacao/fis ica/disciplina.php?d=fmo1001&c=fisica 1) Introdução. 2) Radiação Térmica e Postulado de Planck. 3) Fótons Propriedades Corpusculares da Radiação. 4) Postulados de De Broglie Princípio da Incerteza. 5) Modelos Atômicos Clássicos.

3. EMENTA E PROGRAMA DA DISCIPLINA Programa (continuação) http://www.joinville.udesc.br/portalc/ensino/graduacao/fis ica/disciplina.php?d=fmo1001&c=fisica 6) Modelos Atômicos Semiclássicos. 7) Teoria de Schroedinger da Mecânica Quântica. 8) Átomos de um Elétron. 9) Momento Angular Orbital e de Spin.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: aula introdutória 1. Introdução Aula 1 Apresentação da disciplina. Objetivos da disciplina. FMO1001 no contexto do Curso de Licenciatura em Física.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: Radiação Térmica 1. Introdução Aula 2 A Física no Final do Século XIX. XIX. Alguns experimentos importantes do final do Século

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: Radiação Térmica 2. Radiação Térmica e o Postulado de Planck Aula 2 e Aula 3 Propriedades do Campo de Radiação. O Corpo Negro.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: Radiação Térmica 2. Radiação Térmica e o Postulado de Planck Aula 4, Aula 5, Aula 6 e Aula 7 Modelos teóricos para a radiação de corpo negro.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: Propriedades Corpusculares da Radiação 3. Fótons Propriedades Corpusculares da Radiação Aula 8 e Aula 9 A Natureza da Luz. O Efeito Fotoelétrico. O Efeito Compton.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: Propriedades Corpusculares da Radiação 3. Fótons Propriedades Corpusculares da Radiação Aula 10 e Aula 11 A Criação e a Aniquilação de Pares. A Produção de Raios-X. A Natureza Dual da Luz.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: Propriedades Ondulatórias da Matéria 4. Propriedades Ondulatórias da Matéria Aula 12, Aula 13 e Aula 14 O Postulado de Louis De Broglie. A difração de elétrons. A dualidade onda-partícula para a matéria e o Princípio da Complementaridade. O Princípio da Incerteza de Heisenberg.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino Avaliação *. Prova 1 Aula 15

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: modelos atômicos clássicos 5. Modelos Atômicos Clássicos Aula 16 Modelos filosóficos para o átomo a contribuição da filosofia greco-romana. As origens do atomismo científico: contribuições da química para a compreensão do átomo.

19 APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: modelos atômicos clássicos 5. Modelos Atômicos Clássicos Aula 17, Aula 18 e Aula Os raios catódicos e a descoberta do elétron. O modelo de Thomson para o átomo. O modelo de Nagaoka. O modelo de Rutherford para o átomo.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: Modelos Atômicos Semiclássicos 6. Modelos Atômicos Semiclássicos Aula 20, Aula 21 e Aula 22 A espectroscopia de vapores atômicos. O modelo de Bohr para o átomo. Regras de quantização de Wilson-Sommerfeld. O modelo de Sommerfeld para o átomo.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: a Mecânica Quântica de Schroedinger 7. Teoria de Schroedinger da Mecânica Quântica Aula 23, Aula 24, e Aula 25 Postulados de Mecânica Quântica. Equação de Schroedinger independente do tempo. H op Ψ = E Ψ Aplicações Simples da Equação de Schroedinger.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: Potenciais Unidimensionais 7. Soluções da Equação de Schroedinger Independente do Tempo Aula 26, Aula 28 e Aula 29 O potencial nulo. O potencial degrau. A barreira de potencial. O poço de potencial. O oscilador harmônico simples.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino avaliação *. Prova 2 Aula 27

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: Modelo Atômico Quântico 8. Átomos de um Elétron Aula 30, Aula 31 e Aula 32 O Átomo de Hidrogênio. A Equação de Schroedinger para o átomo de hidrogênio. O método de separação de variáveis. Autovalores e autofunções do elétron.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino: o spin do elétron 9. Momento Angular Orbital e de Spin Aula 33, Aula 34 e Aula 35 O momento de dipolo magnético orbital. O experimento de Stern-Gerlach. O spin do elétron. O acoplamento spinórbita.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA Plano de Ensino avaliação *. Prova 3 Aula 36

Bibliografia Básica 5. BIBLIOGRAFIA 1) EISBERG, R. e RESNICK, R.; Física Quântica; Editora Campus; Rio de Janeiro; 1986. 2) TIPLER, P. A. e LLEWELLYN, R. A.; Física Moderna; Livros Técnicos e Científicos Editora; Rio de Janeiro; 1999. 3) BEISER, A.; Conceitos de Física Moderna; Editora Polígono; São Paulo; 1969. 4) CARUSO, F. e OGURI, V.; Física Moderna; Elsevier Editora; São Paulo; 2006.

Bibliografia Complementar 5. BIBLIOGRAFIA 1) CARUSO, F. e OGURI, V.; Física Moderna; Elsevier Editora; São Paulo; 2006. 2) NUSSENZVEIG, H. M.; Física Básica, Volume 4; Editora Edgard Blücher; São Paulo; 2006. 3) SEARS, W., ZEMANSKY, F., YOUNG, H. D., FREEDMAN, R. A.; Física IV; 10a Edição; Pearson Education do Brasil. 4) HALLIDAY, D., RESNICK, R. e WALKER, J.; Fundamentos de Física Volume 4 4 a Edição; Livros Técnicos e Científicos Editora S.A..

6. CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO Avaliação - 3 (três) provas - 5 (cinco) trabalhos MF = 0,25 P + 0,05 T 2 1 + 0,25 P + 0,05 T 3 2 + 0,25 P + 0,05 T 4 3 + 0,05 T + 0,05 T 5 1 + P 1, P 2 e P 3 notas de cada prova realizada. T 1, T 2, T 3, T 4 et 5 notas dos cinco trabalhos.

Avaliação APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 6. CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO P 1 : 16/09/2014 Aula 15 28 horas-aula P 2 : 23/10/2014 Aula 27 22 horas-aula P 3 : 27/11/2014 Aula 36 16 horas-aula Exame: 04/12/2014*

Trabalhos: ideias gerais 6. CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO Serão propostos cinco trabalhos nos quais se espera que as estudantes façam cálculos e demonstrações sobre os assuntos debatidos em sala de aula. Estes trabalhos deverão ser feitos fora da sala de aula em grupo. Como temos apenas quatro estudantes, espera-se ambas façam os trabalhos em conjunto e que portanto apenas um documento (ou no máximo dois) seja entregue por trabalho solicitado.

6. CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO Trabalhos: datas importantes Datas de divulgação e de entrega dos trabalhos: Data de Divulgação TRA1 07/08/2014 Aula 4 TRA2 26/08/2014 Aula 9 TRA3 23/09/2014 Aula 17 Data de Entrega 26/08/2014 Aula 9 11/09/2014 Aula 14 07/10/2014 Aula 21

6. CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO Trabalhos: datas importantes Datas de divulgação e de entrega dos trabalhos: Data de Divulgação TRA4 07/10/2014 Aula 21 TRA5 06/11/2014 Aula 30 Data de Entrega 21/10/2014 Aula 26 25/11/2014 Aula 35

Objetivo geral APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 7. OBJETIVOS DA DISCIPLINA Desenvolver no estudante a capacidade de aplicar os conhecimentos adquiridos no ciclo básico em problemas que modificaram o panorama da Física entre o final do Século XIX e a primeira metade do Século XX.

Objetivos específicos 7. OBJETIVOS DA DISCIPLINA de: Ao longo das aulas os estudantes deverão ser capazes a) Compreender o momento histórico e geográfico em que as novas teorias foram geradas. b) Compreender a evolução dos conhecimentos a partir de experimentos realizados à época. c) Compreender a constituição da matéria a partir dos resultados experimentais conjugados com os modelos teóricos desenvolvidos.

Objetivos específicos 7. OBJETIVOS DA DISCIPLINA de: Ao longo das aulas os estudantes deverão ser capazes d) Compreender a visão mais completa da radiação, englobando seus aspectos ondulatórios e corpusculares. e) Compreender os processos de interação entre a radiação e a matéria, bem como os modelos teóricos desenvolvidos. f) Compreender as implicações das novas teorias sobre o mundo contemporâneo.

1. Apresentação do Professor 2. Apresentação dos Alunos 3. Ementa e Programa da Disciplina 4. Desenvolvimento do Programa 5. Bibliografia 6. Critério de Avaliação 7. Objetivos da Disciplina 8. FMO1001 e o Curso de Licenciatura em Física Física Experimental III Apresentação da Disciplina

8. FMO1001 E O CURSO DE LICENCIATURA EM FÍSICA FMO1001 olhando para disciplinas já cursadas A Física Moderna mostra a transição entre a descrição clássica da natureza e sua descrição quântica. Os fenômenos descritos nesta disciplina necessitam de muitos conceitos clássicos vistos nas disciplinas de Física Geral. Para descrever um único fenômeno lançaremos mão de vários conceitos vistos em disciplinas distintas.

8. FMO1001 E O CURSO DE LICENCIATURA EM FÍSICA FMO1001 olhando para disciplinas à frente no curso Os conceitos vistos nesta disciplina (principalmente a Mecânica Quântica) são fundamentais para a compreensão adequada das relações entre matéria e energia. Ao menos uma das disciplinas eletivas que os estudantes cursarão farão uso dos conceitos vistos aqui. Aqueles que desejam continuar seus estudos na pósgraduação necessitarão dos conceitos desenvolvidos aqui. Desnecessário dizer da importância dos conceitos matemáticos estudados até aqui.

8. FMO1001 E O CURSO DE LICENCIATURA EM FÍSICA FMO1001 e a Física ensinada no Ensino Médio Cada vez mais discute-se a importância do ensino da Física Moderna no Ensino Médio. A razão para isto é que o mundo tecnológico em que vivemos foi construído sobre os alicerces da Mecânica Quântica. Muitos dos aparatos que usamos em nosso cotidiano utilizam-se das ferramentas desenvolvidas através destes conceitos.

8. FMO1001 E O CURSO DE LICENCIATURA EM FÍSICA FMO1001 e a Física ensinada no Ensino Médio Isto faz com que os estudantes do Ensino Médio eventualmente tenham curiosidade sobre tais assuntos. Desta forma, é muito importante que aqueles de vocês que vão ministrar aulas no Ensino Médio tenham um bom preparo para tratar destes assuntos com os alunos. Mesmo para nossa vida pessoal é importante compreender o mundo tecnológico que nos cerca para podermos tomar posições sobre questões gerais que nos afetam.

Mont Sainte-Victoire Paul Cézzane