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Informação
para alunos
das Escolas
Secundárias
Departamento de Física
Universidade de Coimbra
Licenciaturas em
• FÍSICA
Ramo de Ensino da Física e da Química
Ramo Científico
•
ENGENHARIA FÍSICA
• ENGENHARIA BIOMÉDICA (c/ Fac. de Med.)
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
2
Engenharia Física ?
ENGENHARIA – ramo do saber que contribui para o
desenvolvimento do bem-estar da sociedade
ENGENHARIA FÍSICA – uma engenharia cuja
principal ferramenta é o conhecimento aprofundado
da Física nos seus FUNDAMENTOS e nas
APLICAÇÕES, permitindo a resolução de problemas
complexos ou inter-disciplinares
Componentes fundamentais da formação
- Física Moderna (nomeadamente física quântica)
- Computação (envolvendo técnicas matemáticas
modernas)
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
3
Física Clássica versus Física Moderna
Até finais do séc. XIX …
A partir de finais do séc. XIX,
… especialmente
… sobretudo a partir do fim
do séc. XVII (Galileu) - RELATIVIDADE (Einstein)
… séc. XVII/XVIII (Newton) - MECÂNICA QUÂNTICA
(Einstein, Pauli, Heisenberg,
… séc. XIX (Maxwell e
Feynman, etc.)
Boltzman)
É dela, principalmente, que
ainda hoje se alimentam as
Engenharias “Clássicas”
R. Ferreira Marques
Embora determinante do nosso dia-adia, carece de especialização e não é
acessível às Engenharias Clássicas !
OS ENGENHEIROS PRECISAM
cada vez mais
DA FÍSICA MODERNA !
Mar-Abr/2003
4
Física Moderna - uma visão diferente do Mundo...
(Da Relatividade)
* Não há um referencial de inércia
(Da Mecânica Quântica)
preferido
(Da
Físicae Nuclear
e das
Partículas)
*
Matéria
luz,
ambas
têm
* Há uma velocidade-limite, c
*(Da
Há quatro
interacções
fundamentais
na
Cosmologia)
propriedades
corpusculares
(de
* Espaço
e tempo
estão
natureza,
duas
das quais têm um papel
partícula)
e=>
ondulatórias.
interligados
*
O
universo
Vivemos
evoluiu
num
partir de uma fase densa
determinante à escala a(sub)nuclear.
“espaço-tempo”
com
quatro
e
quente
ao
longo
de
~14
mil milhões
de anos.
*À
escala
das
pequenas
dimensões,
a
*
A
Natureza
é
constituída
essencialmente
dimensões (x, y, z, ct)
natureza
está quantificada
(i.e.
por
* Dependendo
“matéria”
de
daspin-1/2
quantidade
(quarks
totaland
de matéria
* Matéria
e
energia
estão
leptões)
e partículas
(semelhantes
ao
discretizada).
existente,
o
universo
poderá
continuar
a
interligadas
(E=mc2),
podendo
fotão)
que comunicam
as interações
expandir-se
aténa
à “morte
por arrefecimento”(*)
transformar-se
uma
outra
* À fundamentais.
escala
das pequenas
dimensões,
a
ou (re)colapsar.
natureza
é probabilistica.
(*) Cenário favorecido pelos dados recolhidos nos últimos anos
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
5
Física Moderna - .. ENORMES
CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS
• Semicondutores - Díodos, Transistores, Circuitos
Integrados, Processadores; Microelectrónica
• Nanotecnologias
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
6
Física Moderna - .. ENORMES
CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS
• Instrumentação – Sensores + electrónica + processamento =
= prolongamento dos sentidos
Ver o que ainda há pouco se não via !
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Física Moderna - .. ENORMES
CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS
•Lasers - CDs, Aplicações Médicas (diagnóstico e tratamento)
•Telecomunicações - fibra óptica (com impulsos de luz laser) a
interligar redes de computadores
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Física Moderna - .. ENORMES
CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS
•Supercondutores - Aceleradores de Partículas, “MAGLEV”
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Física Moderna - .. ENORMES
CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS
• Energia Nuclear - i)Reactores Nucleares;
ii) o futuro ADS (reactor controlado por acelerador)
iii) a “incineração” de lixo radioactivo
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Física Moderna - .. ENORMES
CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS
• Medicina - Imagiologia (TAC, PET, RMN), Radioterapia
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Física Moderna - .. ENORMES
CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS
•Plasmas e Fusão [Energia na Terra como no Sol ?]
Estudo e caracterização do plasma; novos materiais
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Física Moderna - .. ENORMES
CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS
•Sistemas Glogais de Localização (GPS e GALILEO)
[correcção dos efeitos relativísticos]
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Física Moderna - .. ENORMES
CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS
•Óptica Quântica - Criptografia, Computadores Quânticos
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Física Moderna - .. ENORMES
CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS
Áreas de I&D do DF
Em
2000, ~Ex-Alunos
30% do DF
• Materiais / Semicondutores
**
**
2002, ~30%
dasEm
exportações
• Nanotecnologias
*
A
MUDANÇA
• Instrumentação
***
***
do
PIB
dos EUA
portuguesas
• Lasers
QUE SE NOS
provinham
provémdo
de *
• Supercondutores
IMPÕE
• Energia Nuclear
*
sector
…* têxtil
indústrias
de!!!
base
• Bio-Medicina
* REQUER
**
quântica !!! *
• Plasmas e Fusão
ENGENHEIROS
• Sistemas Glogais de Localização
FÍSICOS !!!
• Óptica Quântica
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Onde se encontram hoje Engenheiros Físicos
formados pela FCTUC ?
Domínios de Actividade
• actividade científica
• I&D de instrumentação (médica e industrial)
• materiais
• automação e robótica
Dos cerca de 150
• serviços (saúde)
licenciados desde 1989
• ensino superior
temos hoje cerca de
• manutenção de instrumentação 30% com mestrado e
• desenvolvimento de software
10% com
• controlo e gestão da produção
doutoramento !!!
• consultoria
• … e até ensino secundário
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Onde se encontram hoje Engenheiros Físicos
formados pela FCTUC ?
Não se conhecem casos de
EMPREGADORES
desemprego entre os já
licenciados !!!
• Grandes grupos
¤ PORTUCEL (SOPORCEL), TAP, FORD, VW,
REVIGRÉS, ROCA, SSGP, EDP, EDINFOR, SONAE,
COFINA, ABB, SIEMENS, OPEL, KUKA, etc.
• Pequenas e médias empresas
¤ sobretudo instrumentação e do software
(vários como empresários !)
• Sector público
¤ laboratórios de estado (no país e no estrangeiro)
¤ ensino superior (universitário e politécnico)
¤ hospitais (p.ex.: HUC e IPOFG)
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Física Moderna - .. ENORMES
CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS
UM exemplo (entre tantos):
INDÚSTRIA AUTOMÓVEL
• Tecnologias - Incorporadas (vidros, materiais recicláveis,...)
e de Construção (robotização)
7% PIB e
25% das
exportações
nacionais
em 2002
• Filmes finos (ópticas, tribo-contactos, desgaste...)
• Sensores (acelerómetros, airbag, ABS, ...)
• Física Molecular, Plasmas e Termodinâmica
(…rendimento ~ 20% apenas !!!)
• Pilhas de combustível (H2, combustível do futuro !)
• Aquisição de dados em tempo real
(o vulgarizado computador de bordo...)
• Optimização (aerodinâmica, pneus, consumos, ...)
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
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Engenharia Física - que formação ?
DISCIPLINAS OBRIGATÓRIAS AGRUPADAS POR ÁREA
Área
MAT
FIS
ECTS
48
105
MAT
FA&T
18
QUI
ENG
ECON
Totais
8
59
12
262
ENG
FAT
QUI
ECON
FIS
DISCIPLINAS DE OPÇÃO
ENSINO - forte componente
laboratorial; ensino integrado da
computação, apoiado em lingagens
usadas para o controlo de
instrumentação e para simulação
PROJECTO (de fim de curso)
– c/ estágios em empresas ou
instituições de I&D a trabalhar com
novos produtos/soluções
Área
MAT
FIS
FA&T
QUI
ENG
ECON
M/B
ECTS
0-8
0-24
12-40
0-16
0-24
0-6
0-8
R. Ferreira Marques
Mar-Abr/2003
Totais
36
19