Ao completar esta unidade curricular, o estudante deve saber e compreender: a resolução e discussão de sistemas de equações lineares usando o método de Gauss , recorrendo à notação matricial dos sistemas; algumas das propriedades mais importantes no cálculo do determinante de uma matriz quadrada, usando-as de acordo com a matriz que lhe é apresentada, e conhecendo em particular a sua interpretação em termos de áreas e volumes; os conceitos básicos e resultados fundamentais relativos a espaços vetoriais e a aplicações lineares entre espaços vetoriais de dimensão finita.

• Promover o desenvolvimento de capacidades de comunicação eficazes.
• Divulgar recursos e ferramentas que possibilitam o desenvolvimento das capacidade pessoais de expressão escrita e oral.
• Fomentar a utilização de ferramentas de pesquisa bibliográfica, edição de texto, composição de gráficos e outros elementos de apoio à comunicação.
• Trabalhar a estrutura de uma comunicação científica, e emular o processo de submissão de trabalhos em encontros científicos, com revisão

Esta unidade curricular  visa apresentar os conceitos e princípios básicos da mecânica clássica, e da relatividade restrita, com ênfase na compreensão de conceitos e na aplicação ao mundo real. Os alunos deverão ter a capacidade de manipular conceitos fundamentais e saber aplicá-los à resolução de problemas. Os estudantes serão motivados a considerar a aplicação dos princípios discutidos na cadeira a outras áreas do conhecimento científico e tecnológico. Será dada atenção particular à formação na resolução de problemas, familiarizando os estudantes com heurísticas e modos de pensar dos físicos experientes.

Introdução à utilização de computadores com sistema operativo GNU/Linux.

Introdução à programação de computadores usando a linguagem Python.

Noção de linguagens de baixo nivel e alto nível; interpretadores e compiladores; editores e ambientes de desenvolvimento. Valores, tipos e expressões. Funções e procedimentos. Condições e seleção. Iteração e recursão. Estruturas de dados básicas: listas, tuplos e dicionários. Traçado de gráficos.

•Obter formação de base em Eletromagnetismo. •Derivar e apresentar as leis e métodos do Eletromagnetismo numa perspetiva fenomenológica. •Estabelecer ligações e paralelismos entre o Eletromagnetismo e a Mecânica usando conceitos como força e energia. •Evidenciar a importância do conceito de campo na formulação das leis do Eletromagnetismo e enquanto entidade mediadora das interações físicas. •Aplicar, no contexto do eletromagnetismo, conceitos e métodos da Análise Vectorial e do Cálculo Integral no espaço. •Apresentar e descrever aplicações relevantes do Eletromagnetismo em ciência e tecnologia.

Fornecer uma formação básica em Química Laboratorial, através da realização de trabalhos práticos envolvendo técnicas e operações fundamentais.

Introdução os métodos de resolução de equações diferenciais ordinárias com incidência especial nas equações e sistemas de equações diferenciais lineares. Superfícies regulares de R^3, Integrais de linha e integrais de superfície. Teoremas  clássicos de Análise Vectorial: Teoremas de Green, de Gauss da divergência  e de Stokes

Tendo por base a compreensão dos fenómenos electromagnéticos que suportam o funcionamento dos circuitos eléctricos e da electrónica, pretende-se comunicar os conceitos e estruturas centrais da teoria dos circuitos eléctricos e da electrónica analógica, e transmitir o enquadramento da electrónica digital com descrição dos seus princípios e blocos fundamentais. É também objectivo procurar que a perspectiva da utilização da electrónica na instrumentação esteja sempre presente, assim como situar a evolução histórica deste domínio da Ciência e da Tecnologia e apontar tendências para desenvolvimentos futuros.

Introdução à Física Térmica. Noções básicas de Termodinâmica clássica e de Mecânica Estatística. Aplicações a sistemas clássicos simples e a sistemas quânticos.

Prática laboratorial em Física e Eletrónica.
Familiarização dos estudantes com aspectos de eletrónica e instrumentação necessários à realização de trabalho experimental, através da execução de um conjunto representativo de trabalhos de Física e Eletrónica, incluindo análise dos resultados experimentais, cálculo de erros, representação gráfica, e avaliação crítica dos resultados obtidos;
Promoção da pesquisa de informação relevante para o trabalho experimental;
Elaboração e redação de relatórios de atividades experimentais;
Desenvolvimento de competências de trabalho de grupo.

• Familiarização com ideias e métodos de Mecânica Ondulatória, Elasticidade e Hidrodinâmica. • Compreender o acoplamento entre osciladores lineares; noção de modos normais. • Entender o conceito de onda, e a sua descrição e classificações nas suas mais variadas vertentes de aplicação à física. • Efectuar análise de Fourier, bem como entender a sua importância no estudo de ondas lineares. • Compreender o resultado da sobreposição de ondas e o fenómeno de interferência e difracção. • Compreender os conceitos de velocidade de fase e de grupo e o conceito de dispersão. • Entender e descrever o estado de deformação e as tensões aplicadas num corpo elástico isotrópico, bem como relacionar as duas. • Analisar problemas simples de dinâmica de fluídos e de equilíbrio de fluídos. • Efectuar a ligação a problemas de tecnologia.

Ao completar esta unidade curricular, o estudante deverá

- dominar  os conceitos e princípios fundamentais da Estatística, e em particular da Inferência Estatística básica.

- conhecer as técnicas de inferência estatística mais comuns e sabe-las aplicar a problemas concretos;

- ser capaz de identificar e formular matematicamente um problema, de escolher métodos da estatística adequados e de analisar e interpretar de forma crítica os resultados obtidos.

Pretende-se também que o estudante adquira familiaridade com a linguagem de programação R  na  resolução de problemas.

Compreender a inadequação dos conceitos clássicos na interpretação de alguns resultados experimentais e a necessidade de uma nova formulação da Física. Introduzir a mecânica ondulatória, fazendo aplicações a sistemas unidimensionais. Compreender a estrutura nuclear e processos nucleares. Estudar aplicações da Física Quântica em Astrofísica, Matéria Condensada e/ou Óptica.

• Conhecer as metodologias e as técnicas físico/matemáticas para o estudo de sinais e de sistemas importantes em física e em engenharia. • Compreender as características centrais dos sistemas lineares e invariantes no tempo (LTI). • Dominar o comportamento de sistemas LTI actuados por sinais contínuos ou discretos, incluindo a situação real em que os sinais são degradados pela presença de ruído. • Compreender os princípios do controle de sistemas e das técnicas utilizadas no seu estudo. • Entender o domínio vasto de aplicação dos princípios, metodologias e técnicas estudadas. 
  
  Tencionamos dar uma visão clara e moderna das técnicas usadas no estudo de sinais e sistemas.Em particular são estudadas as séries de Fourier, integrais de Fourier ,FFT e transformadas de Laplace de sinais continuos e discretos no tempo.O conceito de função de transferência é fundamental e estudado detalhadamente bem como o de resposta impulsional.Sistemas de comunicação são igualmente estudados.

1. Se familiarizem com vários problemas que podem ser modelados por programação linear (PL), programação inteira (PI), programação inteira binária (PIB) ou mista (PIM) e programação não linear.
2. Adquiram competências de modelação e resolução algorítmica de situações reais frequentes em várias actividades económicas e científicas.
3. Se familiarizem com os principais conceitos teóricos, métodos e algoritmos da programação linear (PL), programação inteira (PI), programação inteira binária (PIB) ou mista (PIM) e programação dinâmica, nomeadamente, dualidade, complementaridade, relaxação Lagrangeana e modelação usando fluxos em redes e outros.
4. Adquiram competências de modelação e resolução algorítmica de situações reais frequentes em várias actividades económicas e científicas.

Familiarizar-se com as ideias e métodos da Física Estatística. Conhecer os resultados fundamentais da Física Estatística Clássica e Quântica para sistemas físicos no equilíbrio. Realizar simulações Monte Carlo de sistemas estocásticos e aplicações simples. Conhecer algumas aplicações da Física Estatística a sistemas clássicos e quânticos.

1. Se familiarizem com vários problemas que podem ser modelados por programação linear (PL), programação inteira (PI), programação inteira binária (PIB) ou mista (PIM) e programação não linear.
2. Adquiram competências de modelação e resolução algorítmica de situações reais frequentes em várias actividades económicas e científicas.
3. Se familiarizem com os principais conceitos teóricos, métodos e algoritmos da programação linear (PL), programação inteira (PI), programação inteira binária (PIB) ou mista (PIM) e programação dinâmica, nomeadamente, dualidade, complementaridade, relaxação Lagrangeana e modelação usando fluxos em redes e outros.
4. Adquiram competências de modelação e resolução algorítmica de situações reais frequentes em várias actividades económicas e científicas.

 Esta é a primeira Uc formal de Mecânica quântica.

Após a sua conclusão o aluno deve ter um bom conhecimento dos fundamentos e das metodologias da Mecânica quântica.

Objectivos: • Identificar o conjunto de metodologias e procedimentos necessários ao desenvolvimento e comunicação de projectos. • Desenvolver a capacidade de expressão e de representação gráfica e a aquisição de conhecimentos de natureza tecnológica na área do Desenho Técnico. • Desenvolver o pensamento criativo e de capacidades de visualização espacial, de transmitir ideias, formas e conceitos através de gráficos. • Representar um desenho técnico, assistido por computador (CAD) • Adquirir conhecimentos básicos sobre simulação de circuitos electrónicos . Adquirir conhecimentos básicos sobre projecto de PCBs. Competências Principais: •Modelização e resolução de problemas. • Noções gerais de projecto e fabricação de circuitos impressos electrónicos, e seu teste. • Representação em 2D/3D respeitando as normas do desenho técnico • Utilização da oficina de Electrónica. • Desenho, fabricação e teste de circuitos impressos electrónicos simples.

Efetuar 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 miniprojectos com temática bem definida, utilizando quando possível ferramentas de LabVIEW.

Pretende-se com este curso: a) Desenvolver competências e conhecimentos que agilizem a atividade de investigação e desenvolvimento, particularmente, que facilitem a leitura compreensiva da literatura disponível e expandir os conhecimentos necessários de uma forma autónoma e sistemática. b) Descrever as caraterísticas que levam a determinadas propriedades óticas de materiais, sejam naturais, sejam fabricados. c) Entender o funcionamento de dispositivos óticos baseados nessas propriedades.

• 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. • Contactar com métodos de simulação.

Objectivos

Saber responder a questões qualitativas e quantitativas sobre salas limpas e técnicas de micro e nanofabricação

Efetuar a conceção e o planeamento de experiências.

Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos técnicos, e expressão oral e escrita.

Desenvolver miniprojectos com temática bem definida.

Objectivos • Saber responder a questões qualitativas e quantitativas sobre técnicas experimentais em óptica e materiais. • 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.

Aprender técnicas experimentais utilizadas em Ciência dos Materiais. Dominar técnicas de análise da estrutura interna dos materiais. Conhecer métodos de determinação da distribuição das unidades atómicas e moleculares dos materiais e sua interacção. Obter formação avançada em Ciência dos Materiais

• 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

•Dominar os conceitos básicos do magnetismo e dos dispositivos magnéticos.

Obter formação avançada nos conceitos modernos envolvendo a Ciência dos Materiais nomeadamente nas novas tendências e investigação de materiais e as suas funcionalidades.

Dominar técnicas de análise da estrutura interna dos materiais.

Conhecer métodos de determinação da distribuição das unidades atómicas e moleculares dos materiais e sua interacção.

Conhecer com detalhe as propriedades físicas dos materiais

Compreender o papel da forma e das dimensões na alteração das propriedades físicas dos materiais

Conhecer os aspectos relevantes da multifuncionalidade

Adquirir formação avançada no controlo da funcionalidade dos materiais considerando a interdependência das suas propriedades fisicas com o objectivo da sua aplicação em tecnologia avançada.

Compreender:
i) os princípios físicos dos semicondutores e seus processos de condução;
ii) os princípios físicos dos dispositivos semicondutores e a sua tecnologia de fabrico;
iii) aspetos teóricos e práticos dos principais passos na fabricação de dispositivos semicondutores.

Formação de base em óptica óptica não-linear, com uma componente de óptica de impulsos ultra-curtos (óptica ultra-rápida) adequada a uma compreensão mais abrangente e actual do tema.

Este curso não é clássico (sendo leccionado em apenas algumas instituições em todo o Mundo) e o seu tema é um campo muito recente e em rápida evolução, tocando um número crescente de áreas da física, engenharia e ciência não-linear em geral. Em consequência, este será um curso dinâmico e ilustrado com alguns resultados da investigação mais recente.

O objetivo central desta unidade curricular consiste em dotar os estudantes dos conceitos e fundamentos científicos da Ótica Quântica, assim como desenvolver as suas competências técnicas, formais e de cálculo fundamentais à análise crítica e resolução de problemas nesta área, que lhes permitam suportar conhecimentos e competências que venham a adquirir em unidade curriculares futuras mais avançadas e/ou trabalhos de investigação nesta ou noutras áreas afins. Daqui derivam vários outros objetivos, nomeadamente:

• Promover a ligação dos conhecimentos e princípios da Ótica Quântica com os de outras áreas da Ciência e Engenharia Física, seu enquadramento numa visão integrada da Física e Ciências Modernas e suas aplicações tecnológicas.;
• Conhecer a estrutura geral da teoria quântica da luz e da interação entre a luz e a matéria, com particular ênfase nos seus princípios e leis fundamentais;
• Operacionalizar a formulação matemática e dos métodos de cálculo em Ótica Quântica, com ênfase nos que estão associados a álgebra de operadores e segunda quantização;
• Ser capaz de estabelecer uma relação entre os modelos conceptuais e formais da teoria da Ótica Quântica e trabalho experimental em Ótica, ainda que a um nível elementar.
• Desenvolver a intuição e o espírito crítico científicos;
• Fornecer as bases de conhecimento e competências necessárias aos estudantes para poderem prosseguir os seus estudos em áreas de saber mais avançadas.

Em complemento à vertente técnica e científica, esta unidade curricular deverá também contribuir para o incremento da cultura dos estudantes em Física, Engenharia e em Ciência.

Para além destes objetivos gerais, pretende-se que, para os estudantes terem aprovação nesta unidade curricular, cumpram as seguintes metas mínimas de aprendizagem:

• conhecer os fundamentos, técnicas e resultados mais relevantes da teoria quântica da luz;
• ser capaz de usar as ferramentas técnicas teóricas e formais desta disciplina na resolução de problemas e construção de modelos;
• ser capaz de identificar a limitações e domínios de validade dos modelos;

ser capaz de identificar e compreender as aplicações e tópicos de investigação atuais mais relevantes em Ótica Quântica.