Ciência e Tecnologia de Materiais
F411 - ECTS
Objectivos:
Apreender conceitos físicos da Ciência dos Materiais.
Formulação e caracterização física dos materiais com aplicações tecnológicas
Caracterização experimental das propriedades físicas
Competências Principais:
Compreensão e domínio sólido dos conceitos básicos
Competência na resolução de problemas
Capacidade de correlacionar, conceitos de Física, na perspectiva de melhorar as propriedades tecnológicas dos materiais.
Visão sobre as características fundamentais e as aplicações tecnológicas de classe importantes de materiais.
Complementos de Física Estatística
F403 - ECTS
Fazer uma introdução ao estudo de transições de fase em sistemas em equilíbrio,
estudar alguns exemplos de transições de fase de não equilíbrio e de ''comportamento complexo'',
introduzir Física Estatística de não equilíbrio.
Comunicação Óptica
F513 - ECTS
Conhecer aspectos centrais da tecnologia da comunicação óptica.
Conhecer em detalhe as características da propagação da radiação nas fibras ópticas e na óptica guiada planar.
Compreender o acoplamento entre guias de onda ópticos, e entre guias e emissores ópticos.
Conhecer aspectos básicos da teoria de acoplamento de modos e suas aplicações na análise de dispositivos importantes (acopladores direccionais, redes periódicas).
Estudar a modulação electro-óptica de radiação guiada.
Conhecer os princípios de funcionamento de dispositivos optoelectrónicos, sua estrutura, características e aplicações (emissores LED, díodos laser, fotodetectores).
Compreender aspectos básicos de amplificadores ópticos em semicondutores e fibras dopadas.
Construir uma base de conhecimento e competências que potencie o exercício de actividade profissional, ou o prosseguimento para estudos mais avançados, na área.
Cosmologia
AST408 - ECTS
O principal objectivo é desenvolver nos alunos o interesse pela Cosmologia, comunicando-lhes de uma forma coerente os conceitos básicos e os desenvolvimentos mais recentes desta área.
Electrodinâmica e Relatividade
Física Estatística e Computacional
Geofísica
Introdução ao Projecto
Laboratório de Engenharia Física I
F421 - ECTS
Objectivos:
Conhecer os equipamentos e modos de operação em salas limpas.
Utilizar tecnologias de microfabricação em ambientes controlados.
Saber responder a questões qualitativas e quantitativas sobre técnicas de microfabricação.
Efectuar a concepção e o planeamento de experiências.
Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita
Desenvolver mini-projectos com temática bem definida
Competências principais:
Aplicação de conhecimentos de matemática, ciências e engenharia em ambiente experimental
Concepção e condução de experiências, análise e interpretação crítica de dados
Trabalho em equipas multidisciplinares
Identificação, formulação e resolução de problemas de Engenharia
Identificação de processos e/ou sistemas materiais capazes de atingir determinadas especificações • Aptidão para o uso de técnicas modernas e ferramentas de Física e de Engenharia
Aptidões de apresentação e comunicação
Métodos de aprendizagem:
Realização de trabalhos de laboratório de investigação e desenvolvimento. Escrita de um relatório final com apresentação e defesa e de uma prova escrita complementar.
Laboratório de Física III
F311 - ECTS
Efectuar a concepção e planeamento de experiências.
Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita.
Planear a automatização de experiências usando LabVIEW como ferramenta de controlo, aquisição e processamento.
Desenvolver mini-projectos com temática bem definida, utilizando quando possível ferramentas de LabVIEW.
Materiais e Dispositivos Ópticos
F415 - ECTS
Compreender a interação entre matéria e radiação electromagnética. Descrever as características que levam a determinadas propriedades ópticas de materiais, sejam naturais, sejam fabricadas.. Entender o funcionamento de dispositivos ópticos baseados nessas propriedades.
Mecânica Quântica
F301 - ECTS
Compreender:
- os fundamentos da Mecânica Quântica.
- o formalismo matemático da Mecânica Quântica.
Resolver a equação de Schrödinger:
- para em potenciais constantes por pedaços,
- potencial harmónico;
- para potencial central.
Compreender o conceito de spin e a sua descrição matemática.
Aprender os métodos perturbativos de resolução de problemas.
Mecânica Quântica Avançada
F401 - ECTS
Apresentar a extensão dos conceitos da Mecánica Quântica básica para descrição dos sistemas das várias partículas quânticas, incluindo os novos característicos graus de liberdade, relacionados a sua identidade e estatística. Aprofundar os conceitos da Mecánica Quântica relativista e marcar as abordagens aos sistemas quânticos na base das funções de Green.
São necessários os conhecimentos do curso básico da Mecánica Quântica, dos métodos das funções analíticas no plano complexo e dos elementos da teoria de grupos.
Prevê-se a aprendizagem dos princípios da Mecánica Quântica relativista e estatística, os métodos de cálculo das grandezas observáveis básicas dos sistemas quânticos.
Métodos Computacionais em Engenharia
Modelos Matemáticos da Física
Nanotecnologias
Óptica Quântica-EF
F441 - ECTS
1. Introduzir conceitos e linguagem de base da teoria da Óptica Quântica.
2. Aprendizagem de conhecimentos em:
2.1. Propriedades quânticas da luz
2.2. Modelos quânticos de interação entre a radiação e a matéria
3. Fornecer os conhecimentos básicos fundamentais ao desenvolvimento de investigação teórica em Óptica Quântica
Relatividade Geral
F435 - ECTS
Estudar, compreender e manipular tópicos de Relatividade Geral como: geometria diferencial, princípios variacionais e estudo de soluções exactas. Compreender a base experimental clássica e moderna da Relatividade Geral.
Técnicas de Medida e Instrumentação
F413 - ECTS
OBJECTIVOS GERAIS
O objectivo central da disciplina consiste em os alunos aprenderem os conceitos e estruturas gerais do processo da medição, assim como as técnicas fundamentais e instrumentação que lhe estão associados.
Conhecimento da problemática subjacente ao conceito da medição quer no contexto da física clássica quer no âmbito da física moderna.
Conhecimento operacional dos princípios de funcionamento e das características dos principais tipos de elementos sensores (transdutores) actualmente disponíveis e dos elementos condicionadores de sinal mais importantes.
Compreensão da origem e características das principais fontes de ruído que afectam os sistemas de medição e instrumentação, e das técnicas que se utilizam para a minimização dos seus efeitos.
Conhecimento dos factores que determinam a integração adequada dos vários blocos que constituem um sistema de medição.
Em geral, construção duma base de conhecimento que possibilite ao aluno a aquisição de competências que lhe permitam exercer, em boas condições, actividade profissional na área ou o prosseguimento para estudos mais avançados.
COMPETÊNCIAS PRINCIPAIS A ADQUIRIR
Conhecimento dos factores condicionantes do processo da medição.
Capacidade para a concepção e implementação de sistemas de medição e instrumentação.
Competências para trabalhar num ambiente de ciência experimental ou num ambiente industrial.
Cultura em Física e em Física Tecnológica.
RESULTADOS DE APRENDIZAGEM
Obtenção de conhecimentos estruturantes na área da instrumentação dirigida ao processo de medição.
Teoria da Informação
Tópicos de Física Computacional
F407 - ECTS
• Conhecer métodos e algoritmos usados em simulação numérica em Física.
• Analisar um conjunto de problemas de várias áreas da Física na perspectiva de resolução numérica.
• Modelizar problemas.
• Descrever e aplicar algumas técnicas numéricas básicas.
• Usar bibliotecas numéricas científicas integradas nos programas a desenvolver.
• Contactar com métodos de simulação.
Tópicos de Física Teórica
F501 - ECTS
Esta disciplina está dividida em dois módulos. O primeiro módulo, intitulado "Teoria Quântica de Campo Avançada", foca na resolução exacta de teorias de campo e na sua renormalização. Especificamente este módulo tem como objectivos:
- Estudar a discretização de teoria quânticas de campo através de cadeias de spin.
- Analisar modelos integráveis, quer para cadeias de Spin quer para modelos contínuos.
- Obter uma compreensão avançada do grupo de renormalização na prespectiva de Wilson, tendo como aplicação o modelo O(N) não linear e a cromodinâmica quântica.
O segundo módulo, intitulado "Funções de Green na Física Quântica", considera a revisão dos diferentes métodos de estudo das dinâmicas nos sistemas de vários corpos com as funções de Green. Os objetivos deste módulo são:
Analisar relações entre diferentes tipos das funções de Green e as específicas do seu uso para problemas físicos.
Aprender os métodos matemáticos característicos para cálculo das FG de cada tipo.
Obter o conducto das técnicas diagramáticas e desenvolver o cálculo prático das principais grandezas físicas nos sistemas condensados.
Topologia
M453 - ECTS
Pretende-se que os alunos adquiram conhecimento básicos sobre espaços topológicos assim como conceitos e técnicas de Topologia Algébrica que os permitam distinguir ou classificar espaços topológicos.
Complementos de Física Matéria Condensada
F504 - ECTS
Expor os conceitos básicos da física de matéria condensada. Apresentar os tipos principais das estruturas de matéria sólida, amorfa e líquida.
Estabelecer os princípios da simetria cristalina e as relacionadas grandezas físicas conservadas, introduzir os alunos ás bases da teoria das bandas e as suas relações com as características observáveis dos sólidos.
Apresentar as básicas propriedades físicas dos materiais isoladores, metálicos, semicondutores e semimetálicos, expor os mecanismos da intercorrelação entre seus diferentes graus de liberdade.
Expor os conceitos das fenómenos quânticos macroscópicos na matéria condensada, especialmente o fenómeno da supercondutividade e as suas aplicações práticas.
Introduzir os alunos na fenomenologia e bases teóricas das transições de fase dos diferentes tipos nos sólidos.
Apresentar os específicos fenómenos devidos á perturbação da ordem cristalina por variados defeitos e as aplicações práticas destes fenómenos nos sólidos.
Desenvolver as aptidões para solução dos problemas práticos relacionados à termodinâmica, óptica, propriedades eléctricas e magnéticas dos sólidos.
Elasticidade e Dinâmica de Fluidos
F308 - ECTS
Pretende-se nesta disciplina que os alunos dominem com clareza e exactidão as técnicas matemáticas e a física envolvida neste importantíssimo e actual domínio.Importantes exemplos de aplicação são apresentados e algumas técnicas especificas são apresentadas.
Electrónica
F322 - ECTS
Objectivos Gerais:
Introduzir os conceitos base da teoria dos circuitos eléctricos e da electrónica analógica, transmitindo-se também o enquadramento da electrónica digital. Pretende-se igualmente que a perspectiva da utilização da electrónica na instrumentação esteja sempre presente. A frequência com aproveitamento desta disciplina deverá possibilitar ao aluno a resolução de um conjunto significativo de problemas do dia-a-dia no domínio da electrónica, assim como proporcionar bases sólidas para estudos mais avançados nestes domínios.
Objectivos Específicos
• Obter conhecimentos básicos, teóricos e práticos, sobre circuitos eléctricos e electrónicos.
• Dominar técnicas básicas de análise no tempo e na frequência de sinais eléctricos.
• Conhecer blocos funcionais de Electrónica analógica e sua implementação.
• Realizar e testar montagens electrónicas.
BIBLIOGRAFIA
P. Horowitz, W. Hill, “The Art of Electronics”, Cambridge Press, 1989
T. Duncan, “Electronics for Today and Tomorrow”, John Murray, 1987
M. Jones, “A Practical Introduction to Electronic Circuits”, Cambridge University Press, 1977
R. Paynter, “Introductory Electronic Devices and Circuits”, Prentice Hall, 1997
S. D. Senturia, B. D. Wedlock, “Electronic Circuits and Applications”, John Wiley, 1981.
J. W. Nilson, S. A. Riedel, “Electric Circuits”, Prentice Hall, 1995.
F. Yatsko, D. M. Hata, “Circuits: Principles, Analysis and Simulation”, Saunders College Publishing, 1992.
M. Hazen, “Exploiting Electronic Devices”, Saunders College Publishing, 1991.
M. Barros, “Electrónica”, FCUP, 1988.
Física Computacional
F316 - ECTS
Pretende-se analisar um conjunto de problemas de várias áreas da Física tratados em
cadeiras anteriores ou que são dadas em paralelo na perspectiva da resolução numérica.
Descrever e aplicar algumas técnicas numéricas básicas. Usar bibliotecas numéricas e
gráficas integradas nos programas a desenvolver.
Física da Matéria Condensada
F304 - ECTS
Conhecer os paradigmas fundamentais da Física da Matéria Condensada, em particular no que respeita ao estado cristalino.
Integrar esses paradigmas com conhecimentos de Mecânica Quântica e Física Térmica.
Familiarizar-se com algumas das técnicas fundamentais de caracterização de materiais.
Compreender o estado metálico, suas propriedades termodinâmicas e de transporte.
Introduzir as bases físicas dos semicondutores e suas aplicações.
Física Nuclear e de Partículas
F306 - ECTS
Compreensão teórica dos modelos nucleares e de partículas.
Aplicação de conhecimentos de Mecânica Quântica.
Competências de resolução de problemas
Galáxias
AST406 - ECTS
Pretende-se com esta disciplina que os alunos adquiram um conhecimento aprofundado sobre diferentes tipos de galáxias, sua composição, processos físicos que possibilitam a sua formação, e mecanismos físicos responsáveis pela variedade de propriedades observadas e respectiva evolução em diferentes ambientes. Paralelamente à abordagem teórica será apresentada a evidência observacional existente, bem como os grandes projectos futuros com impacto nesta área cientíca.
Geometria em Variedades
Laboratório de Engenharia Física II
F422 - ECTS
Objectivos
• Utilizar tecnologias de microfabricação em ambientes controlados.
• Saber responder a questões qualitativas e quantitativas sobre técnicas de microfabricação.
• Efectuar a concepção e o planeamento de experiências.
• Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita
• Desenvolver mini-projectos com temática bem definida.
Competências Principais
• aplicar conhecimentos de matemática, ciências e engenharia
• concepção, condução de experiências, análise e interpretação crítica de dados
• trabalhar em equipas multidisciplinares
• identificar, formular e resolver problemas de engenharia
• identificar processos e/ou sistemas materiais para atingir determinadas especificações
• técnicas modernas e ferramentas de física e de engenharia
• aptidões de apresentação e comunicação
Métodos de aprendizagem:
Realização de trabalhos de laboratório de investigação e desenvolvimento. Escrita de um relatório final com apresentação e defesa
e de uma prova escrita complementar.
Lasers e Electrónica Quântica
F412 - ECTS
Objectivos: formação de base em física dos lasers e electrónica quântica [interacção luz-matéria nas abordagens clássica, semi-clássica e quântica; feixes gaussianos e cavidades ópticas; mecanismos de amplificação e oscilação laser nos regimes estacionário (cw) e dinâmico (q-switching e mode-locking)], com exemplos de sistemas laser específicos e várias aplicações dos lasers em ciência e tecnologia.
De notar que esta área está em rápida e constante evolução: um sólido conhecimento de base permitirá aos estudantes acompanharem novos desenvolvimentos tecnológicos à medida que estes vão surgindo.
Competências Principais e resultados da aprendizagem:
- Compreensão dos processos físicos fundamentais e dos diferentes regimes de operação do laser;
- Análise e cálculo de sistemas laser específicos e das principais características da radiação emitida, nos domínios energético, espacial, espectral e temporal;
- Motivação para o estudo, optimização e desenvolvimento de tecnologia laser e aplicações.
Materiais e Dispositivos Magnéticos
F414 - ECTS
• Realçar a enorme importância tecnológica dos materiais magnéticos.
• Perceber os conceitos básicos do magnetismo nos materiais, e os parâmetros / características
relevantes para as aplicações.
• Recorrer ao uso sistemático do sistema SI no Magnetismo
• Conhecer as diferentes classes de materiais magnéticos convencionais e suas aplicações em
engenharia.
• Introduzir a nova magneto-electrónica (Spintrónica). Multicamadas, válvulas de spin, junções de
efeito túnel, dispositivos híbridos.
• Conhecer os novos materiais funcionais, princípios e potencialidades tecnológicas
Mecânica Avançada
F326 - ECTS
Familiarização com os métodos lagrangeano e hamiltoniano para tratar problemas de mecância clássica.
Óptica
F302 - ECTS
Fornecer uma visão panorâmica da Óptica Clássica.
Apresentar leis e métodos da Óptica geométrica, e suas aplicações na instrumentação óptica.
Abordar a fenomenologia e aplicações da polarização, interferência e difracção de ondas ópticas
Apresentar aspectos de óptica moderna relevantes para a ciência e a técnica.
Representações de Grupos e Aplicações
Semicondutores e Dispositivos
F416 - ECTS
- Importância histórica dos semicondutores.
- Compreensão dos conceitos físicos
- Relação entre estructuras cristalinas / bandas de energia / propriedades electricas em semicondutores.
- Propriedades de transporte em semicondutores
- Estatística em semicondutores
- Aplicações de materiais semicondutores em dispositivos
Sistemas Dinâmicos
Teoria dos Jogos
Teoria Quântica de Campo
F502 - ECTS
- Compreender os conceitos e as incoerências da Mecânica Quântica Relativista.
- Familiarização com ideias, métodos e leis da Teoria Quântica de Campo.
- Compreender em detalhe a quantificação canónica de um campo escalar, do campo de Dirac e do campo electromagnético.
- Entender o tratamento das interacções em teoria de campo e suas aplicações no estudo de fenómenos físicos, com particular enfase na Electrodinâmica Quântica.
Dissertação
Projecto
Ciência e Tecnologia de Materiais
F411 - ECTS
Objectivos:
Apreender conceitos físicos da Ciência dos Materiais.
Formulação e caracterização física dos materiais com aplicações tecnológicas
Caracterização experimental das propriedades físicas
Competências Principais:
Compreensão e domínio sólido dos conceitos básicos
Competência na resolução de problemas
Capacidade de correlacionar, conceitos de Física, na perspectiva de melhorar as propriedades tecnológicas dos materiais.
Visão sobre as características fundamentais e as aplicações tecnológicas de classe importantes de materiais.
Comunicação Óptica
F513 - ECTS
Conhecer aspectos centrais da tecnologia da comunicação óptica.
Conhecer em detalhe as características da propagação da radiação nas fibras ópticas e na óptica guiada planar.
Compreender o acoplamento entre guias de onda ópticos, e entre guias e emissores ópticos.
Conhecer aspectos básicos da teoria de acoplamento de modos e suas aplicações na análise de dispositivos importantes (acopladores direccionais, redes periódicas).
Estudar a modulação electro-óptica de radiação guiada.
Conhecer os princípios de funcionamento de dispositivos optoelectrónicos, sua estrutura, características e aplicações (emissores LED, díodos laser, fotodetectores).
Compreender aspectos básicos de amplificadores ópticos em semicondutores e fibras dopadas.
Construir uma base de conhecimento e competências que potencie o exercício de actividade profissional, ou o prosseguimento para estudos mais avançados, na área.
Electrodinâmica e Relatividade
Física Estatística e Computacional
Introdução ao Projecto
Laboratório de Engenharia Física I
F421 - ECTS
Objectivos:
Conhecer os equipamentos e modos de operação em salas limpas.
Utilizar tecnologias de microfabricação em ambientes controlados.
Saber responder a questões qualitativas e quantitativas sobre técnicas de microfabricação.
Efectuar a concepção e o planeamento de experiências.
Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita
Desenvolver mini-projectos com temática bem definida
Competências principais:
Aplicação de conhecimentos de matemática, ciências e engenharia em ambiente experimental
Concepção e condução de experiências, análise e interpretação crítica de dados
Trabalho em equipas multidisciplinares
Identificação, formulação e resolução de problemas de Engenharia
Identificação de processos e/ou sistemas materiais capazes de atingir determinadas especificações • Aptidão para o uso de técnicas modernas e ferramentas de Física e de Engenharia
Aptidões de apresentação e comunicação
Métodos de aprendizagem:
Realização de trabalhos de laboratório de investigação e desenvolvimento. Escrita de um relatório final com apresentação e defesa e de uma prova escrita complementar.
Laboratório de Física III
F311 - ECTS
Efectuar a concepção e planeamento de experiências.
Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita.
Planear a automatização de experiências usando LabVIEW como ferramenta de controlo, aquisição e processamento.
Desenvolver mini-projectos com temática bem definida, utilizando quando possível ferramentas de LabVIEW.
Materiais e Dispositivos Ópticos
F415 - ECTS
Compreender a interação entre matéria e radiação electromagnética. Descrever as características que levam a determinadas propriedades ópticas de materiais, sejam naturais, sejam fabricadas.. Entender o funcionamento de dispositivos ópticos baseados nessas propriedades.
Mecânica Quântica
F301 - ECTS
Compreender:
- os fundamentos da Mecânica Quântica.
- o formalismo matemático da Mecânica Quântica.
Resolver a equação de Schrödinger:
- para em potenciais constantes por pedaços,
- potencial harmónico;
- para potencial central.
Compreender o conceito de spin e a sua descrição matemática.
Aprender os métodos perturbativos de resolução de problemas.
Métodos Computacionais em Engenharia
Modelos Matemáticos da Física
Nanotecnologias
Óptica Quântica
F402 - ECTS
1. Introduzir conceitos e linguagem de base da teoria da Óptica Quântica.
2. Aprendizagem de conhecimentos em:
2.1. Propriedades quânticas da luz
2.2. Modelos quânticos de interação entre a radiação e a matéria
3. Fornecer os conhecimentos básicos fundamentais ao desenvolvimento de investigação teórica em Óptica Quântica
Óptica Quântica-EF
F441 - ECTS
1. Introduzir conceitos e linguagem de base da teoria da Óptica Quântica.
2. Aprendizagem de conhecimentos em:
2.1. Propriedades quânticas da luz
2.2. Modelos quânticos de interação entre a radiação e a matéria
3. Fornecer os conhecimentos básicos fundamentais ao desenvolvimento de investigação teórica em Óptica Quântica
Técnicas de Medida e Instrumentação
F413 - ECTS
OBJECTIVOS GERAIS
O objectivo central da disciplina consiste em os alunos aprenderem os conceitos e estruturas gerais do processo da medição, assim como as técnicas fundamentais e instrumentação que lhe estão associados.
Conhecimento da problemática subjacente ao conceito da medição quer no contexto da física clássica quer no âmbito da física moderna.
Conhecimento operacional dos princípios de funcionamento e das características dos principais tipos de elementos sensores (transdutores) actualmente disponíveis e dos elementos condicionadores de sinal mais importantes.
Compreensão da origem e características das principais fontes de ruído que afectam os sistemas de medição e instrumentação, e das técnicas que se utilizam para a minimização dos seus efeitos.
Conhecimento dos factores que determinam a integração adequada dos vários blocos que constituem um sistema de medição.
Em geral, construção duma base de conhecimento que possibilite ao aluno a aquisição de competências que lhe permitam exercer, em boas condições, actividade profissional na área ou o prosseguimento para estudos mais avançados.
COMPETÊNCIAS PRINCIPAIS A ADQUIRIR
Conhecimento dos factores condicionantes do processo da medição.
Capacidade para a concepção e implementação de sistemas de medição e instrumentação.
Competências para trabalhar num ambiente de ciência experimental ou num ambiente industrial.
Cultura em Física e em Física Tecnológica.
RESULTADOS DE APRENDIZAGEM
Obtenção de conhecimentos estruturantes na área da instrumentação dirigida ao processo de medição.
Teoria da Informação
Tópicos de Física Computacional
F407 - ECTS
• Conhecer métodos e algoritmos usados em simulação numérica em Física.
• Analisar um conjunto de problemas de várias áreas da Física na perspectiva de resolução numérica.
• Modelizar problemas.
• Descrever e aplicar algumas técnicas numéricas básicas.
• Usar bibliotecas numéricas científicas integradas nos programas a desenvolver.
• Contactar com métodos de simulação.
Tópicos de Física Teórica
F501 - ECTS
Esta disciplina está dividida em dois módulos. O primeiro módulo, intitulado "Teoria Quântica de Campo Avançada", foca na resolução exacta de teorias de campo e na sua renormalização. Especificamente este módulo tem como objectivos:
- Estudar a discretização de teoria quânticas de campo através de cadeias de spin.
- Analisar modelos integráveis, quer para cadeias de Spin quer para modelos contínuos.
- Obter uma compreensão avançada do grupo de renormalização na prespectiva de Wilson, tendo como aplicação o modelo O(N) não linear e a cromodinâmica quântica.
O segundo módulo, intitulado "Funções de Green na Física Quântica", considera a revisão dos diferentes métodos de estudo das dinâmicas nos sistemas de vários corpos com as funções de Green. Os objetivos deste módulo são:
Analisar relações entre diferentes tipos das funções de Green e as específicas do seu uso para problemas físicos.
Aprender os métodos matemáticos característicos para cálculo das FG de cada tipo.
Obter o conducto das técnicas diagramáticas e desenvolver o cálculo prático das principais grandezas físicas nos sistemas condensados.
Topologia
M453 - ECTS
Pretende-se que os alunos adquiram conhecimento básicos sobre espaços topológicos assim como conceitos e técnicas de Topologia Algébrica que os permitam distinguir ou classificar espaços topológicos.
Ciência e Tecnologia de Materiais
F411 - ECTS
Objectivos:
Apreender conceitos físicos da Ciência dos Materiais.
Formulação e caracterização física dos materiais com aplicações tecnológicas
Caracterização experimental das propriedades físicas
Competências Principais:
Compreensão e domínio sólido dos conceitos básicos
Competência na resolução de problemas
Capacidade de correlacionar, conceitos de Física, na perspectiva de melhorar as propriedades tecnológicas dos materiais.
Visão sobre as características fundamentais e as aplicações tecnológicas de classe importantes de materiais.
Complementos de Física Laboratorial I
F423 - ECTS
Objectivos
Familiarização com tecnologias de microfabricação em ambientes controlados.
Efectuar concepção e planeamento de experiências.
Saber conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita
Gestão efectiva de trabalho em grupo
Desenvolvimento de mini-projectos com temática bem definida
Competências Principais
• aptidão para aplicar conhecimentos de matemática, ciências e engenharia
• aptidão para a concepção, condução de experiências, análise e interpretação crítica de dados
• aptidão para trabalhar em equipas multidisciplinares
• aptidão para identificar, formular e resolver problemas de engenharia
• aptidões para concepção de determinados processos e/ou sistemas materiais para atingir determinadas especificações
• aptidão para o uso de técnicas e ferramentas de engenharia modernas
• aptidões de apresentação e comunicação
• conhecimento de aspectos contemporâneos em física e engenharia
Actividades em sala limpa. Segurança, sistemas de apoio, fabricação de filmes finos por “ Sputtering”, evaporação térmica, por feixes de electrões e iões, por PECVD. Microlitografia óptica e laser. Técnicas de fabricação de materiais amorfos, nanocristalinos e granulares. Trabalhos avançados sobre materiais e óptica, com carácter aplicado. Fabricação e caracterização de materiais para aplicações: magnéticos, amorfos, dieléctricos, cristais líquidos e nanocristalinos.
Comunicação Óptica
F513 - ECTS
Conhecer aspectos centrais da tecnologia da comunicação óptica.
Conhecer em detalhe as características da propagação da radiação nas fibras ópticas e na óptica guiada planar.
Compreender o acoplamento entre guias de onda ópticos, e entre guias e emissores ópticos.
Conhecer aspectos básicos da teoria de acoplamento de modos e suas aplicações na análise de dispositivos importantes (acopladores direccionais, redes periódicas).
Estudar a modulação electro-óptica de radiação guiada.
Conhecer os princípios de funcionamento de dispositivos optoelectrónicos, sua estrutura, características e aplicações (emissores LED, díodos laser, fotodetectores).
Compreender aspectos básicos de amplificadores ópticos em semicondutores e fibras dopadas.
Construir uma base de conhecimento e competências que potencie o exercício de actividade profissional, ou o prosseguimento para estudos mais avançados, na área.
Electrodinâmica e Relatividade
Física Estatística e Computacional
Geofísica
Introdução ao Projecto
Laboratório de Engenharia Física I
F421 - ECTS
Objectivos:
Conhecer os equipamentos e modos de operação em salas limpas.
Utilizar tecnologias de microfabricação em ambientes controlados.
Saber responder a questões qualitativas e quantitativas sobre técnicas de microfabricação.
Efectuar a concepção e o planeamento de experiências.
Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita
Desenvolver mini-projectos com temática bem definida
Competências principais:
Aplicação de conhecimentos de matemática, ciências e engenharia em ambiente experimental
Concepção e condução de experiências, análise e interpretação crítica de dados
Trabalho em equipas multidisciplinares
Identificação, formulação e resolução de problemas de Engenharia
Identificação de processos e/ou sistemas materiais capazes de atingir determinadas especificações • Aptidão para o uso de técnicas modernas e ferramentas de Física e de Engenharia
Aptidões de apresentação e comunicação
Métodos de aprendizagem:
Realização de trabalhos de laboratório de investigação e desenvolvimento. Escrita de um relatório final com apresentação e defesa e de uma prova escrita complementar.
Laboratório de Física III
F311 - ECTS
Efectuar a concepção e planeamento de experiências.
Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita.
Planear a automatização de experiências usando LabVIEW como ferramenta de controlo, aquisição e processamento.
Desenvolver mini-projectos com temática bem definida, utilizando quando possível ferramentas de LabVIEW.
Materiais e Dispositivos Ópticos
F415 - ECTS
Compreender a interação entre matéria e radiação electromagnética. Descrever as características que levam a determinadas propriedades ópticas de materiais, sejam naturais, sejam fabricadas.. Entender o funcionamento de dispositivos ópticos baseados nessas propriedades.
Mecânica Quântica
F301 - ECTS
Compreender:
- os fundamentos da Mecânica Quântica.
- o formalismo matemático da Mecânica Quântica.
Resolver a equação de Schrödinger:
- para em potenciais constantes por pedaços,
- potencial harmónico;
- para potencial central.
Compreender o conceito de spin e a sua descrição matemática.
Aprender os métodos perturbativos de resolução de problemas.
Mecânica Quântica Avançada
F401 - ECTS
Apresentar a extensão dos conceitos da Mecánica Quântica básica para descrição dos sistemas das várias partículas quânticas, incluindo os novos característicos graus de liberdade, relacionados a sua identidade e estatística. Aprofundar os conceitos da Mecánica Quântica relativista e marcar as abordagens aos sistemas quânticos na base das funções de Green.
São necessários os conhecimentos do curso básico da Mecánica Quântica, dos métodos das funções analíticas no plano complexo e dos elementos da teoria de grupos.
Prevê-se a aprendizagem dos princípios da Mecánica Quântica relativista e estatística, os métodos de cálculo das grandezas observáveis básicas dos sistemas quânticos.
Métodos Computacionais em Engenharia
Nanotecnologias
Óptica Quântica-EF
F441 - ECTS
1. Introduzir conceitos e linguagem de base da teoria da Óptica Quântica.
2. Aprendizagem de conhecimentos em:
2.1. Propriedades quânticas da luz
2.2. Modelos quânticos de interação entre a radiação e a matéria
3. Fornecer os conhecimentos básicos fundamentais ao desenvolvimento de investigação teórica em Óptica Quântica
Técnicas de Caracterização de Materiais
Técnicas de Medida e Instrumentação
F413 - ECTS
OBJECTIVOS GERAIS
O objectivo central da disciplina consiste em os alunos aprenderem os conceitos e estruturas gerais do processo da medição, assim como as técnicas fundamentais e instrumentação que lhe estão associados.
Conhecimento da problemática subjacente ao conceito da medição quer no contexto da física clássica quer no âmbito da física moderna.
Conhecimento operacional dos princípios de funcionamento e das características dos principais tipos de elementos sensores (transdutores) actualmente disponíveis e dos elementos condicionadores de sinal mais importantes.
Compreensão da origem e características das principais fontes de ruído que afectam os sistemas de medição e instrumentação, e das técnicas que se utilizam para a minimização dos seus efeitos.
Conhecimento dos factores que determinam a integração adequada dos vários blocos que constituem um sistema de medição.
Em geral, construção duma base de conhecimento que possibilite ao aluno a aquisição de competências que lhe permitam exercer, em boas condições, actividade profissional na área ou o prosseguimento para estudos mais avançados.
COMPETÊNCIAS PRINCIPAIS A ADQUIRIR
Conhecimento dos factores condicionantes do processo da medição.
Capacidade para a concepção e implementação de sistemas de medição e instrumentação.
Competências para trabalhar num ambiente de ciência experimental ou num ambiente industrial.
Cultura em Física e em Física Tecnológica.
RESULTADOS DE APRENDIZAGEM
Obtenção de conhecimentos estruturantes na área da instrumentação dirigida ao processo de medição.
Transições de Fase
F405 - ECTS
Fazer uma introdução ao estudo de transições de fase em sistemas em equilíbrio,
estudar alguns exemplos de transições de fase de não equilíbrio e de ''comportamento complexo''.
Complementos de Física Laboratorial II
F424 - ECTS
Objectivos
• Utilizar tecnologias de microfabricação em ambientes controlados.
• Saber responder a questões qualitativas e quantitativas sobre técnicas de microfabricação.
• Efectuar a concepção e o planeamento de experiências.
• Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita
• Desenvolver mini-projectos com temática bem definida.
Competências Principais
• aplicar conhecimentos de matemática, ciências e engenharia
• concepção, condução de experiências, análise e interpretação crítica de dados
• trabalhar em equipas multidisciplinares
• identificar, formular e resolver problemas de engenharia
• identificar processos e/ou sistemas materiais para atingir determinadas especificações
• técnicas modernas e ferramentas de física e de engenharia
• aptidões de apresentação e comunicação
Métodos de aprendizagem:
Realização de trabalhos de laboratório de investigação e desenvolvimento. Escrita de um relatório final com apresentação e defesa e de uma prova escrita complementar.
Complementos de Física Matéria Condensada
F504 - ECTS
Expor os conceitos básicos da física de matéria condensada. Apresentar os tipos principais das estruturas de matéria sólida, amorfa e líquida.
Estabelecer os princípios da simetria cristalina e as relacionadas grandezas físicas conservadas, introduzir os alunos ás bases da teoria das bandas e as suas relações com as características observáveis dos sólidos.
Apresentar as básicas propriedades físicas dos materiais isoladores, metálicos, semicondutores e semimetálicos, expor os mecanismos da intercorrelação entre seus diferentes graus de liberdade.
Expor os conceitos das fenómenos quânticos macroscópicos na matéria condensada, especialmente o fenómeno da supercondutividade e as suas aplicações práticas.
Introduzir os alunos na fenomenologia e bases teóricas das transições de fase dos diferentes tipos nos sólidos.
Apresentar os específicos fenómenos devidos á perturbação da ordem cristalina por variados defeitos e as aplicações práticas destes fenómenos nos sólidos.
Desenvolver as aptidões para solução dos problemas práticos relacionados à termodinâmica, óptica, propriedades eléctricas e magnéticas dos sólidos.
Elasticidade e Dinâmica de Fluidos
F308 - ECTS
Pretende-se nesta disciplina que os alunos dominem com clareza e exactidão as técnicas matemáticas e a física envolvida neste importantíssimo e actual domínio.Importantes exemplos de aplicação são apresentados e algumas técnicas especificas são apresentadas.
Electrónica
F322 - ECTS
Objectivos Gerais:
Introduzir os conceitos base da teoria dos circuitos eléctricos e da electrónica analógica, transmitindo-se também o enquadramento da electrónica digital. Pretende-se igualmente que a perspectiva da utilização da electrónica na instrumentação esteja sempre presente. A frequência com aproveitamento desta disciplina deverá possibilitar ao aluno a resolução de um conjunto significativo de problemas do dia-a-dia no domínio da electrónica, assim como proporcionar bases sólidas para estudos mais avançados nestes domínios.
Objectivos Específicos
• Obter conhecimentos básicos, teóricos e práticos, sobre circuitos eléctricos e electrónicos.
• Dominar técnicas básicas de análise no tempo e na frequência de sinais eléctricos.
• Conhecer blocos funcionais de Electrónica analógica e sua implementação.
• Realizar e testar montagens electrónicas.
BIBLIOGRAFIA
P. Horowitz, W. Hill, “The Art of Electronics”, Cambridge Press, 1989
T. Duncan, “Electronics for Today and Tomorrow”, John Murray, 1987
M. Jones, “A Practical Introduction to Electronic Circuits”, Cambridge University Press, 1977
R. Paynter, “Introductory Electronic Devices and Circuits”, Prentice Hall, 1997
S. D. Senturia, B. D. Wedlock, “Electronic Circuits and Applications”, John Wiley, 1981.
J. W. Nilson, S. A. Riedel, “Electric Circuits”, Prentice Hall, 1995.
F. Yatsko, D. M. Hata, “Circuits: Principles, Analysis and Simulation”, Saunders College Publishing, 1992.
M. Hazen, “Exploiting Electronic Devices”, Saunders College Publishing, 1991.
M. Barros, “Electrónica”, FCUP, 1988.
Física Computacional
F316 - ECTS
Pretende-se analisar um conjunto de problemas de várias áreas da Física tratados em
cadeiras anteriores ou que são dadas em paralelo na perspectiva da resolução numérica.
Descrever e aplicar algumas técnicas numéricas básicas. Usar bibliotecas numéricas e
gráficas integradas nos programas a desenvolver.
Física da Matéria Condensada
F304 - ECTS
Conhecer os paradigmas fundamentais da Física da Matéria Condensada, em particular no que respeita ao estado cristalino.
Integrar esses paradigmas com conhecimentos de Mecânica Quântica e Física Térmica.
Familiarizar-se com algumas das técnicas fundamentais de caracterização de materiais.
Compreender o estado metálico, suas propriedades termodinâmicas e de transporte.
Introduzir as bases físicas dos semicondutores e suas aplicações.
Física Nuclear e de Partículas
F306 - ECTS
Compreensão teórica dos modelos nucleares e de partículas.
Aplicação de conhecimentos de Mecânica Quântica.
Competências de resolução de problemas
Laboratório de Engenharia Física II
F422 - ECTS
Objectivos
• Utilizar tecnologias de microfabricação em ambientes controlados.
• Saber responder a questões qualitativas e quantitativas sobre técnicas de microfabricação.
• Efectuar a concepção e o planeamento de experiências.
• Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita
• Desenvolver mini-projectos com temática bem definida.
Competências Principais
• aplicar conhecimentos de matemática, ciências e engenharia
• concepção, condução de experiências, análise e interpretação crítica de dados
• trabalhar em equipas multidisciplinares
• identificar, formular e resolver problemas de engenharia
• identificar processos e/ou sistemas materiais para atingir determinadas especificações
• técnicas modernas e ferramentas de física e de engenharia
• aptidões de apresentação e comunicação
Métodos de aprendizagem:
Realização de trabalhos de laboratório de investigação e desenvolvimento. Escrita de um relatório final com apresentação e defesa
e de uma prova escrita complementar.
Lasers e Electrónica Quântica
F412 - ECTS
Objectivos: formação de base em física dos lasers e electrónica quântica [interacção luz-matéria nas abordagens clássica, semi-clássica e quântica; feixes gaussianos e cavidades ópticas; mecanismos de amplificação e oscilação laser nos regimes estacionário (cw) e dinâmico (q-switching e mode-locking)], com exemplos de sistemas laser específicos e várias aplicações dos lasers em ciência e tecnologia.
De notar que esta área está em rápida e constante evolução: um sólido conhecimento de base permitirá aos estudantes acompanharem novos desenvolvimentos tecnológicos à medida que estes vão surgindo.
Competências Principais e resultados da aprendizagem:
- Compreensão dos processos físicos fundamentais e dos diferentes regimes de operação do laser;
- Análise e cálculo de sistemas laser específicos e das principais características da radiação emitida, nos domínios energético, espacial, espectral e temporal;
- Motivação para o estudo, optimização e desenvolvimento de tecnologia laser e aplicações.
Materiais e Dispositivos Magnéticos
F414 - ECTS
• Realçar a enorme importância tecnológica dos materiais magnéticos.
• Perceber os conceitos básicos do magnetismo nos materiais, e os parâmetros / características
relevantes para as aplicações.
• Recorrer ao uso sistemático do sistema SI no Magnetismo
• Conhecer as diferentes classes de materiais magnéticos convencionais e suas aplicações em
engenharia.
• Introduzir a nova magneto-electrónica (Spintrónica). Multicamadas, válvulas de spin, junções de
efeito túnel, dispositivos híbridos.
• Conhecer os novos materiais funcionais, princípios e potencialidades tecnológicas
Mecânica Avançada
F326 - ECTS
Familiarização com os métodos lagrangeano e hamiltoniano para tratar problemas de mecância clássica.
Óptica
F302 - ECTS
Fornecer uma visão panorâmica da Óptica Clássica.
Apresentar leis e métodos da Óptica geométrica, e suas aplicações na instrumentação óptica.
Abordar a fenomenologia e aplicações da polarização, interferência e difracção de ondas ópticas
Apresentar aspectos de óptica moderna relevantes para a ciência e a técnica.
Semicondutores e Dispositivos
F416 - ECTS
- Importância histórica dos semicondutores.
- Compreensão dos conceitos físicos
- Relação entre estructuras cristalinas / bandas de energia / propriedades electricas em semicondutores.
- Propriedades de transporte em semicondutores
- Estatística em semicondutores
- Aplicações de materiais semicondutores em dispositivos
Dissertação
Projecto
Comunicação Óptica
F513 - ECTS
Conhecer aspectos centrais da tecnologia da comunicação óptica.
Conhecer em detalhe as características da propagação da radiação nas fibras ópticas e na óptica guiada planar.
Compreender o acoplamento entre guias de onda ópticos, e entre guias e emissores ópticos.
Conhecer aspectos básicos da teoria de acoplamento de modos e suas aplicações na análise de dispositivos importantes (acopladores direccionais, redes periódicas).
Estudar a modulação electro-óptica de radiação guiada.
Conhecer os princípios de funcionamento de dispositivos optoelectrónicos, sua estrutura, características e aplicações (emissores LED, díodos laser, fotodetectores).
Compreender aspectos básicos de amplificadores ópticos em semicondutores e fibras dopadas.
Construir uma base de conhecimento e competências que potencie o exercício de actividade profissional, ou o prosseguimento para estudos mais avançados, na área.
Electrodinâmica e Relatividade
Física Estatística e Computacional
Geofísica
Introdução ao Projecto
Laboratório de Engenharia Física I
F421 - ECTS
Objectivos:
Conhecer os equipamentos e modos de operação em salas limpas.
Utilizar tecnologias de microfabricação em ambientes controlados.
Saber responder a questões qualitativas e quantitativas sobre técnicas de microfabricação.
Efectuar a concepção e o planeamento de experiências.
Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita
Desenvolver mini-projectos com temática bem definida
Competências principais:
Aplicação de conhecimentos de matemática, ciências e engenharia em ambiente experimental
Concepção e condução de experiências, análise e interpretação crítica de dados
Trabalho em equipas multidisciplinares
Identificação, formulação e resolução de problemas de Engenharia
Identificação de processos e/ou sistemas materiais capazes de atingir determinadas especificações • Aptidão para o uso de técnicas modernas e ferramentas de Física e de Engenharia
Aptidões de apresentação e comunicação
Métodos de aprendizagem:
Realização de trabalhos de laboratório de investigação e desenvolvimento. Escrita de um relatório final com apresentação e defesa e de uma prova escrita complementar.
Laboratório de Física III
F311 - ECTS
Efectuar a concepção e planeamento de experiências.
Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita.
Planear a automatização de experiências usando LabVIEW como ferramenta de controlo, aquisição e processamento.
Desenvolver mini-projectos com temática bem definida, utilizando quando possível ferramentas de LabVIEW.
Materiais e Dispositivos Ópticos
F415 - ECTS
Compreender a interação entre matéria e radiação electromagnética. Descrever as características que levam a determinadas propriedades ópticas de materiais, sejam naturais, sejam fabricadas.. Entender o funcionamento de dispositivos ópticos baseados nessas propriedades.
Mecânica Quântica
F301 - ECTS
Compreender:
- os fundamentos da Mecânica Quântica.
- o formalismo matemático da Mecânica Quântica.
Resolver a equação de Schrödinger:
- para em potenciais constantes por pedaços,
- potencial harmónico;
- para potencial central.
Compreender o conceito de spin e a sua descrição matemática.
Aprender os métodos perturbativos de resolução de problemas.
Métodos Computacionais em Engenharia
Nanotecnologias
Óptica Quântica-EF
F441 - ECTS
1. Introduzir conceitos e linguagem de base da teoria da Óptica Quântica.
2. Aprendizagem de conhecimentos em:
2.1. Propriedades quânticas da luz
2.2. Modelos quânticos de interação entre a radiação e a matéria
3. Fornecer os conhecimentos básicos fundamentais ao desenvolvimento de investigação teórica em Óptica Quântica
Técnicas de Caracterização de Materiais
Transições de Fase
F405 - ECTS
Fazer uma introdução ao estudo de transições de fase em sistemas em equilíbrio,
estudar alguns exemplos de transições de fase de não equilíbrio e de ''comportamento complexo''.