Cronograma FMO1001 2014 02 - udesc

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE FÍSICA – DFIS
FÍSICA MODERNA I
FMO1001 – F07
2o Semestre de 2014
Professor: Prof. José Fernando Fragalli
E-mail: [email protected]
Página do professor: http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/fragalli/
Fone: 4009-7858 ou 4009-7820
Sala 9: Departamento de Física
CRONOGRAMA
1. Introdução
29/07 Apresentação da Disciplina. Objetivos da disciplina. O contexto da disciplina no
Curso de Licenciatura em Física.
2. Radiação Térmica e o Postulado de Planck
31/07 Introdução. O estado da Física no final do Século XIX. As Leis de Newton e o
comportamento da matéria. As Equações de Maxwell e o comportamento da radiação.
Experimentos do final do Século XIX com interação entre matéria e radiação. A Radiação de Corpo
Negro. Propriedades do campo de radiação.
05/08 A radiação de cavidade. Resultados experimentais para a Radiação do Corpo Negro.
Radiância e radiância espectral. O Corpo Negro. Resultados experimentais para a Radiação do
Corpo Negro. A Lei de Stefan-Boltzmann. A Lei de Deslocamento de Wien.
07/08 Modelos teóricos para a Radiação do Corpo Negro. O modelo empírico de Wien e
suas implicações.
12/08 O modelo clássico de Rayleigh e Jeans e suas implicações. A “catástrofe do
ultravioleta”.
14/08 O modelo de Planck.
19/08 O Postulado de Planck e suas implicações.
3. Fótons – Propriedades Corpusculares da Radiação
21/08 Propriedades corpusculares da radiação. A natureza da Luz. O Efeito Fotoelétrico.
26/08 Primeiros resultados experimentais quantitativos para o Efeito Fotoelétrico. Modelo
de Einstein para a Luz. O Fóton e a sua explicação para o Efeito Fotoelétrico.
28/08 O Fóton e a dualidade onda-partícula. O Efeito Compton. Resultado experimental do
Efeito Compton. A evidência do momento linear do fóton. Leis de Conservação na colisão entre um
fóton e um elétron livre.
02/09 A criação e a aniquilação de pares. A Equação de Dirac e a proposta da existência da
anti-matéria. Evidências experimentais da existência do pósitron: o experimento de Anderson. Leis
de Conservação nos processos de criação e aniquilação de pares. A produção de Raios-X. Os
experimentos de Roentgen. Os espectros contínuo e discreto de Raios-X. O comprimento de onda
de corte de Raios-X. O modelo do fóton e a produção de Raios-X.
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4. Postulado de De Broglie – Princípio da Incerteza
04/09 Propriedades ondulatórias da matéria. O Postulado de De Broglie. A difração de
elétrons. O fenômeno da difração. O experimento de Davisson e Germer.
09/09 O experimento de Thomson. A dualidade onda-partícula para a matéria e o Princípio
da Complementariedade.
11/09 O Princípio da Incerteza de Heisenberg. 4.4.1. A incerteza nas medidas físicas. Os
experimentos mentais de Feynmann. O microscópio de Bohr. Velocidade de fase e velocidade de
grupo de uma onda de matéria. Exercícios preparatórios para a Prova 1.
16/09 Prova 1.
5. Modelos Atômicos Clássicos
19/09 Modelos filosóficos para o átomo – a contribuição da filosofia greco-romana. As
origens do atomismo científico: contribuições da Química para a compreensão do átomo. Os raios
catódicos e a descoberta do elétron. O experimento de J. J. Thomson e a determinação da relação
carga/massa para o elétron. O experimento de Millikan e a determinação da carga do elétron. O
modelo de Thomson para o átomo. As hipóteses de Thomson. A distribuição de elétrons em anéis
no átomo de Thomson. A instabilidade do átomo de Thomson.
23/09 O modelo de Nagaoka. O modelo de Rutherford para o átomo. O experimento de
Geiger e Mardsen e as contradições do modelo de Thomson. O modelo nuclear para o átomo. A
instabilidade do átomo de Rutherford.
6. Modelos Atômicos Semiclássicos
25/09 A espectroscopia de vapores atômicos. As séries espectrais para lâmpada de vapor de
hidrogênio. A fórmula de Rydberg.
30/09 O modelo de Bohr para o átomo. Os Postulados de Bohr. A quantização da energia
no átomo de Bohr.
02/10 O Princípio da Correspondência. A quantização do momento angular no átomo de
Bohr. A correção para massa nuclear finita no átomo de hidrogênio.
07/10 Regras de quantização de Wilson-Sommerfeld. O modelo de Sommerfeld para o
átomo. As órbitas elípticas e as regras de quantização. A quantização da componente z do momento
angular. A quantização do módulo do momento angular. A quantização da energia.
7. Teoria de Schroedinger da Mecânica Quântica
09/10 Introdução. Os Postulados da Mecânica Quântica. A função de onda. Operadores
quânticos. Valores médios de operadores quânticos. A Equação de Schroedinger.
10/10 A Equação de Schroedinger Independente do Tempo. A Equação de Schroedinger em
uma dimensão.*
14/10 Soluções da Equação de Schroedinger independente do tempo. A partícula livre. A
partícula confinada em uma caixa.
16/10 O potencial degrau. A barreira de potencial.*
21/10 O poço de potencial. O oscilador harmônico simples. Exercícios preparatórios para a
Prova 2.
23/10 Prova 2.
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8. Átomos de um Elétron
30/10 O átomo de hidrogênio. A Equação de Schroedinger para o átomo de hidrogênio. O
Método da Separação de Variáveis.
04/11 A variável angular polar e o número quântico magnético. A variável angular azimutal
e o número quântico secundário.
06/11 A variável radial e o número quântico principal.
11/11 Autovalores e autofunções do elétron. A quantização da energia. Orbitais atômicos
no átomo de hidrogênio.*
9. Momento Angular Orbital e de Spin
13/11 Introdução. A frequência de Larmor e o movimento de precessão. O momento
magnético orbital do elétron. O número quântico magnético e a quantização da componente z do
momento angular. O número quântico azimutal e a quantização do módulo do momento angular. A
energia magnética e o Efeito Zeeman.
18/11 Experiência de Stern-Gerlach. Detalhes experimentais do experimento. O spin do
elétron: a proposição de Goudsmit e Uhlembeck.
20/11 O momento angular total do elétron. Propriedades do momento angular total do
elétron. Os auto-estados do momento angular total. Momento de dipolo magnético total do elétron.
A energia magnética e o Efeito Zeeman Anômalo.
25/11 A estrutura fina do espectro atômico. O acoplamento spin-órbita. A energia do
acoplamento spin-órbita. Notação espectroscópica. Regras de seleção nos espectros atômicos.
Exercícios preparatórios para a Prova 3.
27/11 Prova 3.
01/12
Data limite para divulgação do resultado das avaliações no Sistema Acadêmico.
04/12
Exame.**
* Aula fora do horário normal.
** A ser confirmada pelo Coordenador de Curso.