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Faculdade de Ciências e Tecnologia

Física do Estado Sólido

Código

3871

Unidade Orgânica

Faculdade de Ciências e Tecnologia

Departamento

Departamento de Física

Créditos

6.5

Professor responsável

João Paulo Lança Pinto Casquilho, Maria de Fátima Guerreiro da Silva Campos Raposo

Horas semanais

5

Total de horas

43

Língua de ensino

Português

Objectivos

Objectivos da disciplina de Física do Estado Sólido

Pretende-se abordar os conceitos da Física do Estado Sólido, enfatizando-se o rigor na linguagem, nas aplicações à engenharia e no equacionamento e resolução metódica de problemas reais. Em aulas práticas de laboratório pretende-se verificar e comprovar  propriedades fundamentais da Física do Estado Sólido, assim como  a comprensão das execuções experimentais, a sistematização da recolha e tratamento de resultados experimentais e a elaboração de relatórios científicos.

Conteúdo

Programa de Físca do Estado Sólido:


1.      Propriedades eléctricas dos metais
1.1  Teoria clássica da condução nos metais.
1.2  Falhas da teoria clássica.
1.3  Aspectos qualitativos da teoria quântica da condução eléctrica.
1.4  Teoria das bandas de energia dos sólidos I.
1.5  Distribuição de Fermi-Dirac.
1.6  A densidade de estados.
1.7  O modelo do electrão livre.
1.8  A densidade de estados ocupados.
1.9  Introdução à teoria das bandas da condução eléctrica.


2.      Semicondutores
2.1  Teoria das bandas de energia II.
2.2  Diferença entre isolantes e semicondutores.
2.3  Lacunas.
2.4  Propriedades ópticas dos semicondutores. Fotocondutividade.
2.5  A massa efectiva.
2.6  Semicondutores do tipo n e do tipo p. Efeito de Hall.
2.7  O modelo do electrão livre aplicado a semicondutores.


3.      Propriedades térmicas dos sólidos.
3.1  Vibrações térmicas dos átomos. Fonões.
3.2  Expansão térmica.
3.3  Contribuição das vibrações térmicas da rede cristalina para a capacidade calorífica dos sólidos cristalinos
3.3.1        Teoria clássica.
3.3.2        Modelo de Einstein.
3.3.3        Modelo de Debye
3.4  Condutividade térmica.


4.      Propriedades magnéticas dos sólidos
4.1  Grandezas magnéticas macroscópicas.
4.2  Momento magnético atómico.
4.3  Paramagnetismo. Teoria de Brillouin.
4.4  Ferromagnetismo. Domínios ferromagnéticos. Materiais magnéticos permanentes.


5.      Cristais e sólidos cristalinos
5.1  Estruturas compactas.
5.2  Estruturas não-compactas.
5.3  A rede cristalina.
5.4  Planos cristalográficos.
5.5  Difracção de raios X.

Bibliografia

 4. Bibliografia

Física da Matéria Condensada, Maria Raposo, (2007)

R. Turton,  The Physics of Solids,  ed. Oxford University Press (2000).

D.L. Goodstein, States of Matter, ed. Dover (1985).

Método de avaliação

5. Elementos de Avaliação

5.1. Componente laboratorial

5.1.  Preparação de 5 trabalhos práticos

5.2.  Realização de cinco dos 5 trabalhos experimentais de laboratório. A esta componente será atribuída uma classificação, NL.

5.2. Componentes online
 Actividades pedagógicas online, de apoio à aprendizagem. Podem consistir da resolução de problemas, simulações e realização de lições.

6.   Exames
Dois exames finais, um na época normal e outro na época de recurso. O exame é constituído por uma parte teórica e uma parte de resolução de problemas, sendo que esta última parte é feita com consulta.  A esta componente será atribuída uma nota NE.

7. Regras de Avaliação

7.1.      Admissão a exame final

7.1.1.         Alunos sem frequência de anos anteriores

O acesso ao exame é feito mediante a satisfação conjunta das seguintes condições:

Ø      Classificação na componente laboratorial, NL10

7.1.2.         Alunos com frequência de anos anteriores

Estão admitidos directamente a exame.

7.2.      Aprovação na disciplina

N =0,7 NL+O,3 NE , N ≥10 e NE8

 

8.   Classificação final, NF
NF = N
9. Escalas e arredondamentos

Todas as classificações serão dadas entre 0 e 20 valores as classificações das componentes são arredondadas até às décimas e a classificação final às unidades.

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