Física Estatística

Código:

FIS3018

Sigla:

FIS3018

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2022/2023 - 1S

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

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:EF	107	Plano estudos a partir do ano letivo 2021/22	3	-	6	48	162
L:F	60	Plano de Estudos Oficial	3	-	6	48	162
L:MA	3	Plano de Estudos Oficial	3	-	6	48	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

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.

Resultados de aprendizagem e competências

Capacidade para a resolução de problemas que envolvam uma abordagem estatistica dos sistemas físicos e a relação com a Termodinâmica. Realização de simulações computacionais simples.

Modo de trabalho

Presencial

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

Alguns conhecimentos de Mecânica e Física Térmica.

Programa

Noções de Teoria de Probabilidades e Estatística. Distribuições binomial, gaussiana e de Poisson. Teorema do limite central. Simulação numérica de processos aleatórios. Passeio aleatório e a equação da difusão. Ideias-base em Física Estatística. Descrição e enumeração de estados. Ensemble estatístico. Sistemas clássicos. Dinâmica no espaço de fase. Hipótese ergódica. Estatística Clássica. Distribuições microcanónica, canónica e macrocanónica. Método de Monte-Carlo em Física Estatística. Amostragem simples e de importância. Método de Metropolis. Estatísticas quânticas. Estatísticas de Bose-Einstein e de Fermi-Dirac. Limite clássico. Gás perfeito de Bose. Gás perfeito de Fermi. Aplicações. Condensação de Bose-Einstein, modelo dos electrões livres num metal, calor específico dos sólidos, fases da evolução estelar.

Bibliografia Obrigatória

Kardar Mehran; Statistical physics of particles. ISBN: 978-0-521-87342-0
Reif F. (Frederick); Fundamentals of statistical and thermal physics. ISBN: 0-07-051800-9
T. Fliesbach ; Curso de Física Estatística
S. Salinas ; Introdução à Física Estatística
E. Lage ; Física Estatística

Bibliografia Complementar

Huang Kerson; Statistical mechanics. ISBN: 0-471-81518-7
Harvey Gould; Thermal and statistical physics simulations. ISBN: 0-471-54886-3

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas com a resolução de problemas analítica e computacionalmente.

Software

Python

Palavras Chave

Ciências Físicas

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	70,00
Trabalho escrito	30,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

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

Obtenção de frequência

Para obter frequência, um aluno não poderá exceder 4 faltas às aulas teorico-práticas.

Fórmula de cálculo da classificação final

O estudante deve optar por uma avaliação com componente contínua e exame ou apenas pela realização de exame.
Na avaliação com componente contínua, o estudante  deve fazer três trabalhos de casa durante o semestre. A componente contínua, vale 30% da nota final e o exame 70%.
Na avaliação sem componente contínua o exame vale 100%.

Provas e trabalhos especiais

A componente contínua é feita com três trabalhos de casa que devem ser entregues em 7 dias. Cada trabalho conta 10%.

Trabalho de estágio/projeto

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Melhoria de classificação

Apenas a nota de exame está sujeita a melhoria.

Observações

Os alunos que obtiverem uma nota maior ou igual a 17 valores  têm que defender a nota em prova adicional.
O Juri da disciplina é constituído por:
João Manuel Viana Parente Lopes
Eduardo Filipe Vieira Castro
José Miguel Nunes da Silva