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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação

Instituto de Física de São Carlos

Disciplinas Interdepartamentais do IFSC

Disciplina: 7600019 - Introdução à Física Quântica

Introduction to Quantum Physics

Créditos Aula:	4
Créditos Trabalho:	1
Carga Horária Total:	90 h
Carga Horária de Extensão:	30 h
Tipo:	Semestral
Ativação:	15/07/2025	Desativação:

Ementa

- Quantização da energia e da carga elétrica.
- O elétron, o núcleo e os modelos atômicos clássicos. 
- Espectros atômicos e o átomo de Bohr.
- A hipótese de Broglie, a Eq.  de Schrödinger.
- Aplicações: barreiras, oscilador harmônico e hidrogênio.

Poderá ocorrer a realização de viagem didática a Laboratórios e Centros de Pesquisa com o objetivo de complementar o conhecimento adquirido na disciplina, bem como, mostrar possibilidades de carreira científica.

Objetivos

Apresentar ao estudante os principais resultados fenomenológicos que levaram ao desenvolvimento da Mecânica Quântica e introduzir os estudantes à Equação de Schrödinger e solução de problemas simples unidimensionais.

Conteúdo Programático

1. Física Clássica
* O experimento de J.J.Thomson - 1897
* Efeito Zeemann - 1896
* O modelo de Thomson - 1904
* O experimento de Millikan-Fletcher-Townsend - 1909
* O modelo de Rutherford - 1911
* O raio nuclear

2. Nascimento da Física Quântica
* Um pouco de Física Estatística: princípio de equipartição.
* Radiação de corpo negro: lord Rayleigh e sir J. Jeans 
* Hipótese de Planck: nasce a Quântica - 1900
* Interpretação de Einstein: nasce o fóton: E=hv
* Efeito fotoelótrico: Hertz-1887, Lenard-1900, Eistein-1905
* O modelo de Bohr - 1913

3. Introdução à Mecânica Quântica
* O fóton é uma partícula: E=pc 
* Lembrando Young (interferência): luz é onda -1801
* Dualidade onda-partícula para o fóton
* Relação de de Broglie - 1924
* Função de onda: superposição e incerteza 
* A equação de Schrödinger
* Interpretação estatística: amplitude de probabilidade 
* Potenciais simples: caixa, degrau, barreiras
* Oscilador harmônico
* O átomo de hidrogênio: espectros e orbitais atômicos


Poderá ocorrer a realização de viagem didática a Laboratórios e Centros de Pesquisa com o objetivo de complementar o conhecimento adquirido na disciplina, bem como, mostrar possibilidades de carreira científica.

Instrumentos e Critérios de Avaliação

Método de Avaliação

Avaliação poderá incluir provas teóricas (escritas e/ou orais documentadas), atividades dirigidas, listas de exercícios online, atividades especiais, seminários, não sendo a escolha limitada a um único método.

Critério de Avaliação

No início das aulas o aluno deverá ser informado dos critérios de avaliação adotados pelo docente ministrante.

Norma de Recuperação

Uma prova obrigatória + trabalho (opcional), a critério do docente. Critério de Aprovação: média aritmética da primeira avaliação e nota de recuperação, a qual deve ser igual ou superior a 5,0. Época de realização: até uma semana antes da data para entrega das notas.

Bibliografia

R.M. Eisberg. Fundamentos da Física Moderna.
P.A. Tipler; R.A. Llewellyn. Física Moderna ou P.A. Tipler. Física Moderna (Capítulos 11 e 12).
H. Moysés Nussenzveig. Curso de Física Básica IV.

Atividades de Extensão

Grupo social alvo da atividade

Jovens e adultos interessados em conhecer e compreender os mistérios e desenvolvimentos da Mecânica Quântica.

Objetivos da atividade

Primeiramente, buscamos aprimorar a formação dos discentes do IFSC/USP através do aprofundamento da compreensão dos conceitos e desenvolvimentos da Mecânica Quântica, através do desenvolvimento de curtos episódios, ao estilo podcast, a serem disseminados através de episódios gravadas e publicados em um canal no YouTube, da própria disciplina. Com esta atividade, buscamos promover a popularização da ciência, tornando os conceitos de física moderna acessíveis e relevantes para o público em geral, desmistificando a percepção de que a física moderna é um campo distante e abstrato, demonstrando sua importância e aplicabilidade no cotidiano, ou seja, que experimentos do passado são a base de tecnologias atuais. Além disso, buscamos inspirar o interesse e curiosidade pela ciência, especialmente entre os alunos do ensino médio, e, eventualmente, atraí-lo ao mundo das ciências. Por fim, a atividade contribui para uma educação inclusiva e de qualidade, proporcionando oportunidades de aprendizagem para todos e todas as idades, em linha com os objetivos de desenvolvimento sustentável da ONU. Assim, ao alcançar esses objetivos, a atividade extensionista da disciplina não apenas enriquece a formação dos discentes universitários, mas também promove o acesso universal ao conhecimento científico e tecnológico, fortalecendo assim a educação e o desenvolvimento social de forma inclusiva e equitativa.

Descrição da atividade

Os matriculados nessa disciplina inicialmente irão fazer um levantamento dos tópicos de física quântica (listados na ementa do curso) que despertam curiosidade do público alvo, ou que promoveram grandes mudanças no curso das ciências físicas. Em seguida, os discentes elaborarão um roteiro, ao estilo
-pílula-, de no máximo 5 minutos, e os gravarão, como em um episódio de podcast. Tal gravação poderá ser editada pelos próprios discentes ou com apoio do laboratório audiovisual já existente e coordenado pela Comissão de Extensão do IFSC/USP, e publicado em um canal que criaremos da disciplina. O canal levará o nome de -Quântica em cinco-, em alusão à extensão das pílulas lá publicadas.

Indicadores de avaliação da atividade

Para cada episódio publicado no canal, estimularemos, nos comentários do vídeo, que os expectadores respondam a um formulário, similar ao explícito abaixo:

FORMULÁRIO PARA AVALIAÇÃO PELO GRUPO SOCIAL ALVO:

* VOCÊ FICOU SATISFEITO COM O VIDEO QUE ACABOU DE ASSISTIR?
(eleger uma opção na escala de 1 a 5, onde: Muito satisfeito = 5; Satisfeito = 4; Neutro = 3; Insatisfeito = 2; Muito insatisfeito = 1)

* O VIDEO AMPLIOU SEUS HORIZONTES CULTURAIS E DE CONHECIMENTOS GERAIS?
(eleger uma opção na escala de 0 a 4, onde: Ampliou muito = 4; Ampliou um pouco; = 3; Não ampliou = 2; indiferente = 1; Não sei responder = 0)

* HÁ ALGUM TEMA QUE NÃO FOI ABORDADO NESSE CANAL QUE SERIA DE SEU INTERESSE?
(permitir resposta com até 50 caracteres)

* COMENTÁRIOS GERAIS
(permitir resposta com até 100 caracteres)

Docente(s) Responsável(eis)

	4459997 - Gregorio Couto Faria
	86813 - Valter Luiz Líbero

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