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Mecânica Quântica II

Código: FIS3012     Sigla: FIS3012

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Física

Ocorrência: 2021/2022 - 2S Ícone do Moodle

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável: Licenciatura em Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
L:F 34 Plano de Estudos Oficial 2 - 6 49 162
3

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Melhorar a formação do estudante em Mecânica Quântica com a aprendizagem de métodos de resolução aproximada da equação de Schrodinger, estudo da teoria de scattering, simetrias e leis de conservação, sistemas de partículas idênticas e 2ª quantificação. Adquirir competências e conhecimentos que facilitem a assimilação de resultados da literatura em disciplinas onde a Física Quântica é essencial: Física de Partículas, Física da Matéria Condensada, Ótica Quântica, Astrofísica, etc.

Resultados de aprendizagem e competências

Aquisição de conhecimentos e competências relativos a conceitos quânticos, para leitura e compreensão de literatura em áreas com uma forte componente em Física Quântica como Física de Partículas, Matéria Condensada, Ótica Quântica, Astrofísica, etc.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Física Moderna, Mecânica Quântica I

Programa


1. Revisões MQ:
Espaço de estados. Notação de Dirac. Operadores e Observáveis. Relações de comutação. Conjunto completo de observáveis compatíveis. Transformações unitárias. Operador de evolução, representações de Schroedinger e Heisenberg.

2. Métodos de aproximação em MQ:
Teoria de perturbações independente do tempo (revisão). Método variacional. Teoria de perturbações dependente do tempo. Regra de ouro de Fermi. Aproximação adiabática.

3. Teoria de scattering:
Revisão do caso clássico. Secção eficaz e amplitude de scattering. Aproximação de Born: série de Born; interpretação diagramática; primeira aproximação de Born. Ondas parciais e desvios de fase.

4. Simetrias e leis de conservação:
Transformações unitárias. Transformações de simetria e geradores. Leis de conservação. Simetrias discretas.

5. Partículas idênticas:
Sistemas de N-partículas. Espaço produto e indistinguibilidade. Números de ocupação. Bosões e Fermiões. Espaço de Fock. Segunda quantificação. Funções de onda simétricas e anti-simétricas: determinantes de Slater.


Bibliografia Obrigatória

Griffiths David J.; Introduction to quantum mechanics. ISBN: 0-13-191175-9
Cohen-Tannoudji, Claude; Diu, Bernard; Laloe, Frank; Quantum mechanics. ISBN: ISBN 0-471-16435-X Vol. 2
Baym Gordon; Lectures on quantum mechanics. ISBN: 0-8053-0667-6
Sakurai J. J. 1933-1982; Modern quantum mechanics. ISBN: 0-201-53929-2

Bibliografia Complementar

Pedro José de Almeida Bicudo; Mecânica quântica. ISBN: 978-989-8481-54-2

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem



Nas aulas teóricas é feita a exposição dos assuntos; nas teórico-práticas são discutidos e resolvidos  problemas, previamente disponibilizados para trabalho autónomo.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Exame 100,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Estudo autónomo 113,00
Frequência das aulas 49,00
Total: 162,00

Obtenção de frequência

Os alunos são dispensados da frequência das aulas. 

A avaliação consiste na realização de um exame final (80%) e entrega de trabalhos (20%), ou apenas exame final (100%)

O trabalho consiste em:

W1- Realização e entrega de resoluções dos problemas das séries, em grupo de 2 a 4 elementos, com discussão numa das aulas TP. Peso de 10% na nota final.

W2- Realização e entrega de um TPC (problema para resolver em casa com data de entrega). A resolução individual tem um peso de 10% na nota final. Os alunos podem optar por substituir o TPC por um segundo trabalho de grupo do tipo 1.

Fórmula de cálculo da classificação final

MAX[E*0.8 + W1*0.10 + W2*0.10, E]

* W1, W2 - Trabalhos
* E - Exame

Melhoria de classificação

Conforme as regras da FCUP

Observações

Júri da unidade curricular:

Eduardo Castro
João Lopes dos Santos

Miguel Costa
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