Mecânica Quântica I

Código:

FIS3003

Sigla:

FIS3003

Nível:

300

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2017/2018 - 1S

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:B	0	Plano de Estudos Oficial	3	-	6	56	162
L:CC	0	Plano de estudos a partir de 2014	2	-	6	56	162
L:CC	0	Plano de estudos a partir de 2014	3	-	6	56	162
L:F	38	Plano de Estudos Oficial	3	-	6	56	162
L:G	2	Plano estudos a partir do ano letivo 2017/18	3	-	6	56	162
L:M	4	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	56	162
L:M	4	Plano de Estudos Oficial	3	-	6	56	162
L:Q	0	Plano estudos a partir do ano letivo 2016/17	3	-	6	56	162
MI:EF	28	Plano estudos a partir do ano letivo 2017/18	3	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

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.

Resultados de aprendizagem e competências

Um dos objetivos da UC é compreender a fundamentação da MQ. Neste ponto os postulados são apresentados e discutidos.

Seguem-se a formulação matemática e alguns capítulos de aplicação (sistemas a 2 e 3 dimensões ) e métodos de resolução aproximada da equação de Scrodinger.

Reserva-se para a UC de MQII a teoria geral do momento angular e sistemas de partículas idênticas

Modo de trabalho

Presencial

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

Aprovação nas UCs de Matemática do plano de estudos, a Física das Ondas e as Física Moderna.

Programa

1 A nova Física: novos conceitos e paradigmas.
A equação de Schrodinger como equação de campo.

Distribuições de probabilidade de posição.
Princípio de sobreposição.
Medição de momento e energia.

Operadores.
Relações de incerteza. Trens de onda e equaçoes de Erhenfest. Limite clássico.

2. Princípios Gerais da Mecânica Quântica. Grandezas físicas e operadores.
Notação de Dirac.
Relações de comutação e incerteza.
Observáveis compatíveis e complementares.
Evolução temporal de um estado.

Operador densidade e sua evolução.

3. Spin e sistemas quânticos discretos. Forma matricial da Mecânica quântica. Spin 1/2. Hamiltoniano num campo magnético.
Outros sistemas de 2 níveis.
Representação matricial de estados e operadores numa base discreta.
Equação de evolução temporal.

4. Oscilador harmónico quântico.

5. Sistemas a 2 e 3 dimensões.
Momento angular orbital.
Simetrias de translação e rotação.
O átomo de hidrogénio e estrutura atómica.

6. Teoria das perturbações independentes do tempo.

Bibliografia Obrigatória

Griffiths David J.; Introduction to quantum mechanics. ISBN: 0-13-191175-9
Cohen-Tannoudji Claude; Quantum mechanics. ISBN: 0-471-16433-X Vol. 1
Mandl F. (Franz); Quantum mechanics. ISBN: 0-471-93155-1
Park David; Introduction to the quantum theory. ISBN: 0-07-048481-3

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Nas aulas teóricas é feita a exposição dos assuntos; nas teórico-práticas são discutidos e resolvidos problemas.
No fim de cada tema é elaborado um teste (facultativo) que os estudantes resolvem, com consulta, fora das aulas, e entregam, no prazo de 5 dias após a sua divulgação no SIGARRA.

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

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

Obtenção de frequência

Aprovação num exame final (nota mínima de 10 valores)
Entrega da resolução de 3/4 dos minitestes propostos.

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota do exame final.
Poderá ser exigida uma prova complementar nos casos em que a nota final 17,0 ou superior.

Melhoria de classificação

Conforme as regras da FCUP.

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