Mecânica Quântica
Código
10525
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Física
Créditos
6.0
Professor responsável
José Paulo Moreira dos Santos
Horas semanais
5
Total de horas
56
Língua de ensino
Português
Objectivos
A Mecânica Quântica é, sem dúvida, uma das mais belas criações da mente humana no século XX. Inserindo-se na incessante busca da verdade e da compreensão da realidade, este edifício, laboriosamente construído ao longo de algumas décadas por alguns dos maiores físicos da época, impôs-se como uma teoria consistente que permitiu interpretar resultados experimentais existentes e prever outros. O conhecimento da Física actual, ainda que a nível não muito elevado, exige uma preparação básica em mecânica quântica.
Nesta disciplina pretende-se que o aluno adquira os conceitos fundamentais que estão na base do tratamento quântico de um grande número de problemas da física moderna.
Após a frequência com aproveitamento desta diciplina, o aluno deverá estar em condições de lidar com problemas teóricos e aplicados que exijam uma base em teoria quântica.
Os métodos matemáticos utilizados, nomeadamente no domínio da álgebra, deverão ter já sido adquiridos anteriormente, mas serão revistos durante o curso.
Pré-requisitos
Aprovação em Análise Matemática I, II e III, Física I, II e III, A.L.G.A. e Vibrações e Ondas.
Conteúdo
- Introdução Histórica
- Introdução à Mecânica Quântica
- A equação de onda
- A matemática da Mecânica Quântica
- Os postulados da Mecânica Quântica
- Estudo de sistemas simples unidimensionais
- Dispersão de partículas e penetração de barreiras
- Sistemas de partículas
- A equação de Schrödinger para sistemas tridimensionais
- O momento angular
- Estados quânticos de sistemas tridimensionais
- Métodos de aproximação – teoria das perturbações
- Correcção aos valores da energia do átomo de hidrogénio
Bibliografia
- Apontamentos da disciplina fornecidos pelo docente.
- F. Duarte Santos, A. Amorim, J. Batista, Mecânica Quântica, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 2008.
- W. Greiner, Quantum mechanics: an introduction, Springer-Verlag, Berlin, 1994.
- S. Gasiorowicz, Quantum Physics, 2nd Ed., John Wiley and Sons, New York, 1996.
- C. Cohen Tannoudji, B. Diu et F. Laloë, Quantum mechanics, John Wiley & Sons, 1991.
- J. P. Santos e M. F. Laranjeira, Métodos Matemáticos para Físicos e Engenheiros, Fundação da Faculdade de Ciências e Tecnologia, Lisboa, 2004.
Método de ensino
A disciplina está organizada em aulas teóricas, em que será apresentada a matéria do Curso, incluindo exemplos de aplicação, e aulas práticas, em que são discutidos problemas concretos com os alunos.
Método de avaliação
Artigo 1º – Modo de avaliação de conhecimentos
1. De acordo com as Regulamento de Avaliação da FCT (Aprovado pelo Conselho Executivo em 5 de Julho de 2011 – Revisto em Outubro de 2011) a avaliação em “Mecânica Quântica” enquadra-se no tipo Avaliação distribuída com possibilidade de dispensa de exame ou de trabalho final.
2. A avaliação consiste num método único para todos os alunos.
3. As classificações mencionadas nos Artigos seguintes é expressa na escala de 0 a 20 valores.
Artigo 2º – Aulas Práticas
1. As aulas práticas (problemas) terão início na 2ª semana de aulas (semana de 17 de Setembro).
2. Na primeira aula prática de cada turno serão confirmadas presencialmente as inscrições nos turnos.
3. Os alunos que não satisfaçam o nº 2 terão a sua inscrição no turno prático cancelada no CLIP.
4. No limite das vagas disponíveis, poderão ser aceites mudanças de turno durante a primeira semana de aulas práticas. Para tal, os alunos deverão contactar o docente das aulas práticas por email.
5. A participação ativa em, pelo menos, 3/4 das aulas práticas a partir da 2ª aula (semana de 24 de Setembro) é obrigatória.
6. Não serão aceites justificações para eventuais ausências às aulas práticas. Os alunos devem gerir a possibilidade de poderem não comparecer a 1/4 das aulas de forma a poderem utilizar essas faltas para eventuais compromissos ou situações imponderáveis, incluindo situações pontuais de doença.
Artigo 3º – Frequência
1. Os alunos que satisfaçam o nº 5 do Art. 2º obtêm frequência à disciplina.
2. A frequência obtida em anos lectivos anteriores é válida no corrente ano lectivo. Consequentemente, não se devem inscrever nos turnos práticos, e são admitidos a todos os testes e a exame.
3. A lista dos alunos que obtiveram frequência em anos lectivos anteriores está no CLIP em "Documentação de Apoio > Outros > MQ_1213_1S_Frequencia_Anos_Anteriores.pdf".
4. Na eventualidade de não constar o nome de um aluno que tenha obtido frequência em anos lectivos anteriores, esse aluno deverá enviar um email ao responsável da disciplina, até ao dia 14 de Setembro (6ª feira), com o Assunto “MQ – Frequência obtida anteriormente”, o nome completo, o número actual (e o número anterior se for esse o caso), o ano em que obteve a frequência e uma cópia da pauta (que está no CLIP) onde conste a informação que obteve frequência.
5. Todos os alunos que não constem na lista referida no nº 3 serão considerados como não tendo frequência a partir do dia 14 de Setembro (6ª feira).
Artigo 4º – Avaliação
1. A classificação da componente teórica (NT) é a média aritmética das classificações obtidas nos 4 testes (a classificação de cada teste é arredondada à décima) ou a classificação do exame final.
2. Os alunos que obtenham uma classificação NT igual ou superior a 9,5 valores obtêm aprovação na componente teórica.
Artigo 5º – Testes e Exame
1. A inscrição nos testes no CLIP é obrigatória.
2. Só são admitidos ao 4º Teste os alunos que obtiveram frequência, ou que já tinham frequência.
3. Cada teste incidirá sobre toda a matéria leccionada nas aulas teóricas até à aula teórica anterior ao teste.
4. Os alunos só poderão ter consigo durante a prova de avaliação:
a. Caneta/esferográfica;
b. Máquina de calcular não programável.
c. Documento de identificação com fotografia.
5. Durante a realização das provas não é permitida a utilização de aparelhos electrónicos, tais como telemóveis (os quais devem estar desligados).
6. Não é permitido desagrafar as folhas dos cadernos com os enunciados e com as resoluções feitas pelos alunos na prova.
7. A prova será anulada se não forem satisfeitos os nºs 4, 5 ou 6.
8. Os alunos que cometam fraude numa prova de avaliação (Teste ou Exame) terão a referida prova anulada, estão automaticamente reprovados na disciplina no presente ano lectivo, e perdem a frequência caso já a tenham obtido em anos lectivo anteriores, o que implica que terão que obter frequência no ano lectivo seguinte.
Artigo 6º – Classificação Final
1. Os alunos que satisfaçam, simultaneamente, o nº 1 do Art. 3º e o nº 2 do Art. 4º obtêm aprovação na disciplina.
2. A classificação final é igual à classificação NT.
3. Os alunos que satisfaçam o nº 1 e que obtenham classificação final superior a 16 valores são admitidos a uma prova oral.
4. Na prova oral mencionada no número anterior, os alunos podem subir ou descer a nota final com a garantia de classificação mínima de 16 valores.
5. A ausência à prova oral referida no número anterior traduz a aceitação por parte do aluno da nota final de 16 valores.
6. Nos restantes casos, não previstos nos números e Artigos anteriores, o aluno reprova à disciplina.
Artigo 7º – Melhoria de Nota
1. Os alunos que pretendam efectuar melhoria de nota devem cumprir, para esse efeito, as formalidades legais de inscrição.
2. Se a classificação do exame for superior à classificação que pretendem melhorar, a classificação final é a do exame de melhoria arredondada às unidades.
3. Os alunos que obtenham classificação final descrita no nº 2 superior a 16 valores são admitidos a uma prova oral.
4. Na prova oral mencionada no número anterior, os alunos podem subir ou descer a nota final com a garantia de classificação mínima de 16 valores.
5. A ausência à prova oral referida no número anterior traduz a aceitação por parte do aluno da nota final de 16 valores.
6. Nos restantes casos, não previstos nos números anteriores, o aluno não melhora a classificação.
Artigo 8º – Trabalhadores Estudantes
1. Os alunos são considerados como detentores do estatuto de Trabalhador Estudante (TE) se constarem como tal na lista de alunos inscritos no CLIP.
2. Os alunos devem, assim que possível, comunicar o seu estatuto ao docente responsável da disciplina.
3. Os alunos detentores do estatuto TE que satisfaçam o nº 2 do Art. 4º obtêm aprovação na disciplina.
4. Os alunos detentores do estatuto de TE, tal como os restantes alunos, têm que realizar as provas de avaliação segundo o calendário previamente tornado público.
Artigo 9º – Conduta nas Salas de Aulas
1. Para que todos beneficiem da experiência de aprendizagem é exigido aos alunos que respeitem as seguintes regras de conduta nas salas de aulas:
a. Pontualidade: Os alunos deverão estar presentes na sala à hora de começo da aula. Os docentes impedirão a entrada dos alunos que cheguem mais de 5 minutos atrasados;
b. Preparação das aulas e participação nas discussões: A participação activa exige que os alunos preparem a matéria apresentada e discutida nas aulas, e que contribuam para as discussões;
c. Os telemóveis devem permanecer desligados e guardados até ao fim da aula. Os alunos que utilizem o telemóvel serão automaticamente convidados a sair da aula;
d. A utilização de computadores portáteis e outros aparelhos electrónicos nas salas de aulas está sujeita à aprovação dos docentes.
Artigo 10º – Outros
1. Os alunos quando contactarem os docentes através de mensagem electrónica (email) devem indicar no “Assunto (Subject)” a seguinte informação: “MQ – Turno – Nome – Nº de aluno – Assunto”.
2. Não serão respondidas mensagens electrónicas (emails) com perguntas cuja resposta conste nos Artigos anteriores ou na página da disciplina no CLIP.