4323204 - Física IV (2020)

Introduziremos no curso de Física IV o que é convencionalmente denominado “Física Moderna”, dando continuidade aos estudos e aplicações do eletromagnetismo, com ênfase nos fenômenos ondulatórios da radiação eletromagnética. Em seguida, estudaremos a Relatividade Restrita que teve sua origem na incompatibilidade entre a Mecânica Newtoniana e o Eletromagnetismo e levou a uma reformulação profunda dos conceitos de espaço e tempo. A seguir abordaremos o estudo de conceitos e aplicações da Teoria Quântica. As primeiras idéias da Teoria Quântica datam de mais de cem anos (Planck, Bohr e Einstein) e o quadro teórico estava essencialmente completo por volta de 1926 (Born, Heisenberg, Pauli, Schr ̈odinger e Dirac). Sem a Teoria Quântica não seria possível entender e controlar completamente diversos fenômenos físicos, tais como os que ocorrem na escala atômica e sub-atômica. Os consequentes avanços tecnológicos decorrentes deste conhecimento continuam a surgir até os dias de hoje. Ao final desse curso teremos abordado, mesmo que superficialmente, uma boa parte do entendimento que temos presentemente da natureza. A programação do curso bem como a bibliografia e o livro texto principal, procuram enfatizar a intuição física e a habilidade para resolver certos problemas, de maneira compatível para um curso introdutório. A abordagem utilizada não visa um perfil específico de estudantes de engenharia ou estudantes mais inclinados à pesquisa em ciência básica. Na verdade, não devemos supor que, por exemplo, estudantes de física e de engenharia devam se restringir ao aprofundamento e às aplicações, respectivamente. De fato, em um mundo cada vez mais fecundo de novas tecnologias a demanda por engenheiros capazes de aplicar conceitos básicos em situações práticas torna-se cada vez maior. Esse tipo de perfil versátil é sem dúvida um importante componente de competitividade profissional. Por outro lado, a ciência básica também se beneficia, uma vez que a grande sofisticação dos instrumentos empregados na pesquisa básica, tanto na física microscópica como na astrofísica, depende cada vez mais de uma engenharia de altíssimo nível tecnológico