Programação

  • Geral

  • Evidências para a descrição atômica da matéria.

    A estrutura atômica não é observável pelos sentidos de maneira direta, mas muitos fenômenos físicos e químicos evidência sua existência. Neste tópico, vamos apresentar essas evidências e formar uma imagem do átomo, cujo comportamento segue regras que não são as da mecânica clássica e nos motivarão na busca da Mecânica adequada.

    • Notas de aula e exercícios Arquivo

      Este texto corresponde às notas da aula do dia 2/8 e uma parte da aula de 8/8. Contém também a lista de exercícios para esse assunto. Embora não vamos exigir a entrega da lista de exercícios, é obrigatório resolvê-los - todos! Caso encontre dificuldade na solução e não consiga resolvê-lo com os livros e seus colegas, procure o Bruno, que está pronto para ajudá-lo.

  • 7 e 9/8 - Evidências experimentais da quantização da radiação EM

    No dia 7/8, mostraremos o que é um corpo negro e procuraremos descrever a radiação que ele emite. Curiosamente - e surpreendentemente - foi na interpretação de um espectro de energia contínuo que primeiro surgiu a ideia de quantização da energia.

    No dia 9/8, veremos como a quantização da energia governa boa parte das interações dos fótons - quanta de energia eletromagnética - com a matéria. Estudaremos os efeitos fotoelétrico e Compton, bem como a produção e aniquilação do par elétron-pósitron.

  • 14 e 16/8 -Formas de interação dos fótons com a matéria

    Nestas aulas, vimos como os fótons interagem com a matéria. Os processos revelam a natureza quântica dos fótons e reforçaram a hipótese de Einstein de que a energia de um fóton E está ligado à frequência por f por E=hf.

    • 21/8 e 23/8 Produção de raios-X. Comportamento ondulatório do elétron.

      Concluimos o assunto das interações dos fótons com a matéria discutindo a produção de raios-X por impacto de elétrons.

      Iniciaremos a discussão das ondas de matéria, discutindo o experimento de difração de elétrons por uma fenda dupla, em que se manifesta um dos pontos centrais da teoria quântica: a necessidade de levar-se em conta todos os estados acessíveis ao sistema quando estes não são observados.

    • 28 e 30/8 - O Experimento de Rutherford e o átomo de Bohr

      Nesta semana, veremos como o espalhamento de partículas na matéria definiu a localização da carga positiva no átomo e como isso abriu caminho para o modelo de Bohr, que estendeu a quantização a outras grandezas físicas.

    • 11 e 13/9 - Primeira Prova

      Prova dia 13/8, 4a-feira, às 21 hs no Aud. Abrahão de Moraes.

      Conteúdo: Listas 1 a 5 e os capítulos 1 a 4 (do 4, só as seções 1 e 2, portanto os problemas  3; 4; 5; 6; 8; 9; 10) do Eisberg, mais o capítulo 1 do texto do Professor Ribas.

      Na aula do dia 11, usaremos a maior parte do tempo para revisar o que estudamos, de preferência sobre as dúvidas dos estudantes acerca das listas de exercícios. Tomaremos um tempo curto apresentando o assunto que ficou pendente da ultima aula (espectros atômicos e o átomo de Bohr), de modo que possam preparar a assistência da próxima aula.

    • 18/9 - Átomo de Bohr. 20/9 Postulados da mecânica ondulatória.

      Na segunda-feira, fecharemos o estudo da motivação para o desenvolvimento da mecânica ondulatória, apresentando o átomo de Bohr. Esse modelo é simples do ponto de vista matemático e, embora suas bases não sejam corretas, dá muitos resultados corretos e importantes. Muitos fenômenos são previstos corretamente por esse modelo, de modo que esse modelo precisa ser bem explorado.

      Na quarta-feira, começaremos nosso estudo de Mecânica Quântica.

      • 25 e 27/9. A Função de Onda e sua interpretação

        Nesta semana, vamos apresentar a equação de Schrodinger e aprender a interpretar suas soluções. Para isso, vamos rever alguns dos conceitos básicos da teoria da probabilidade.

        Vamos nos deter um pouco na questão da interpretação, que é causa de dúvida para qualquer pessoa que use a mecânica quântica. Curiosamente, não há dúvida sobre como chegar aos resultados que podem ser comparados com os dados experimentais - a dificuldade de interpretação não impede o uso prático.

        Na 2a-feira, teremos nossa 2a provinha, de modo que a aula do dia 25/7 será no Auditório Abrahão de Moraes. 

        • 2a provinha Tarefa

          O átomo de Bohr e suas extensões, correspondendo às seções 4.3 a 4.9, e os exercícios correspondentes da lista 5.

        • Q1 - A função de onda e suas propriedades Questionário

          Questionário referente às seções 1.1 a 1.4 do Griffiths, incluindo os problemas 1.1 a 1.5.

          São 6 questões, que você tem 20 minutos para responder, de modo que é necessário resolver os problemas antes de começar o teste.

          Você pode responder ao questionário tantas vezes quantas quiser desde que seja dentro do prazo, e vale a nota mais alta que tirar. Há um intervalo minimo de 30 min entre a 1a e a 2a tentativas, e de 2 horas entre as demais.

      • 2 e 4/10 - A Função de Onda e sua interpretação (conclusão)

        Nesta semana, concluiremos o estudo desse assunto que representa na Mecânica Quântica o equivalente a cinemática na Mecânica Newtoniana.

        Vamos definir uma grandeza dinâmica central no estudo dos sistemas quânticos, que é a quantidade de movimento, e voltaremos a discutir o princípio da incerteza.

        Atenção, TODOS os exercícios do capítulo 1 do Griffiths são obrigatórios!

      • 9 e 11/10 - A equação de Schrodinger independente do tempo

        No tópico anterior, vimos as propriedades básicas da função de onda e sua interpretação. Agora, vamos resolver a equação de Schrodinger quando a energia potencial é constante por pedaços, primeiro quando as partículas estão ligadas e, depois, com partículas livres.

        A aula da 2a-feira, 9/10, será no Abrahão de Moraes, uma vez que teremos a 3a provinha nesse dia.

      • 16 e 18/10 - partícula livre

        Vamos resolver a equação de Schrodinger para uma partícula em movimento livre. Você vai precisar lembrar das transformadas de Fourier, por isso, abaixo você encontra um pdf com um texto de revisão.

        • Transformadas de Fourier Arquivo

          Texto de revisão sobre transformadas de Fourier. Exercícios sugeridos:

          • Exemplo 2: tente fazer o exercício sem copiar e no final confira.
          • Fácil: 8.2.5, 1 item h 
          • Médio:8.2.5, 1 item j
          • Difícil: 8.2.5, 3
          • Opcional, mais difícil: 8.3.3, 1 item c, que é uma aplicação para resolução de EDP.


        • Q3 Questionário

          Equação de Schrodinger independente do tempo, seções 2.1 e 2.2 do Griffiths, com problemas 2.1 a 2.9.

          Você tem 30 minutos para responder 7 questões.

      • 23/10 - o poço quadrado e 25/10 Prova

        Na 2a-feira, veremos a última seção do capítulo 2 do Griffiths, o poço quadrado, encerrando a sequência de exemplos de determinação de funções de onda e espectros de energia em sistemas unidimensionais. Veremos também o problema da transmissão por barreira.

        Na 4a-feira, 25/10, teremos a 2a prova, no Auditório Abrahão de Moraes, às 21 hs. 


        • P2 - segunda prova Tarefa

          Prova dia 25/10, 21 hs, no Abrahão de Moraes. Assuntos :

          • Capítulo 1 do Griffiths, com todos os problemas do capítulo, ou seja, do problema 1.1 ao 1.18.
          • Seções 1, 2 e 4 do capítulo 2, com os problemas de fim de seção, ou seja: 2.1 a 2.8 mais 2.18 a 2.22.

      • 30/10 e 1/11. Degenerescência

        Nesta semana, veremos que uma partícula pode atravessar uma barreira, que é um fenômeno devido ao seu caráter ondulatório, portanto, dentro do quadro da Mecânica Quântica. Mostraremos em classe que esse é um fenômeno que existe mesmo que a onda não se comporte quanticamente, usando um gerador e um detetor de microondas para verificar o comportamento dessas ondas eletromagnéticas quando encontram uma barreira, que pode ser interpretada com um potencial degrau.

        Dedicaremos o resto do tempo ao estudo dos estados estacionários de uma partícula em uma caixa cúbica, nosso primeiro exemplo de sistema tridimensional. Veremos o fenômeno da degenerescência dos estados, em preparação ao estudo do átomo de Hidrogênio, com que encerraremos a disciplina.

        • 6 e 8/11 - Momento angular e a energia de rotação.

          No átomo de Hidrogênio, o movimento das partículas ocorre no espaço. Assim como na mecânica clássica, um sistema com duas ou três dimensões tem movimentos que não são possíveis em uma dimensão, que descrevemos como rotações. Assim, antes de começarmos a determinação dos estados estacionários do átomo de Hidrogênio, aprenderemos a lidar com o movimento de rotação. Não iremos fundo nesse assunto, o que ficará para o curso de Mecânica Quântica.

        • 13 e 22/11 - Solução da equação radial do átomo de H

          Nestas aulas, resolveremos a parte radial da equação de Schrodinger independente do tempo para o átomo de hidrogênio.

          • 27 e 29/11 - O átomo de Hidrogênio

            Nesta semana, discutiremos a estrutura do átomo de hidrogênio e dos átomos em geral. 

            Última provinha no dia 27/11, no Aud. Abrahão de Moraes.

            • p5 - quinta e última provinha Tarefa

              Aula e provinha dia 27/11, no Auditório Abrahão de Moraes.

              Conteúdo: Seções 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3 somente o início (até a fórmula [4.39]) e 4.2, inteiro. Problemas 4.1 a 4.6 e 4.10 a 4.17.

          • 4 e 6/12. Última prova

            Revisão e última prova.

            A prova do dia 6/12 será no Auditório Novo 2.

            • Prova3 - Terceira e última prova Tarefa

              Prova no dia 6/12, no Auditório Novo 2.

              Conteúdo: seção 2.6 (texto e os problemas de fim de seção) e seções 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3 somente o início (até a fórmula [4.39]) e 4.2, inteiro (texto e problemas 4.1 a 4.6 e 4.10 a 4.17).

          • 13/12 - Prova substitutiva

            A prova do dia 13/12 será no Auditório Abraão de Moraes.

            Conteúdo: a união dos conteúdos das três provas regulares.

          • 7/2/2018 - Prova de Recuperação

            Prova de recuperação dia 7/2/2018, às 19:00 horas.

            Local: sala 202 da Ala 2.