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Física Complementar

Código: F4002     Sigla: F4002

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Física

Ocorrência: 2023/2024 - 2S Ícone do Moodle

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável: Mestrado em Ensino de Física e de Química no 3ºCiclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
M:EDC 0 Plano de Estudos Oficial 2019/2020 1 - 6 42 162
M:EFQ 9 Plano de Estudos M:EFQ_2015_2016. 1 - 6 42 162

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
José Luís Campos de Oliveira Santos Regente

Docência - Horas

Teorico-Prática: 3,00
Tipo Docente Turmas Horas
Teorico-Prática Totais 1 3,00
Ariel Ricardo Negrão da Silva Guerreiro 1,50
José Luís Campos de Oliveira Santos 1,50

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Aprofundar os conhecimentos de física adquiridos na licenciatura segundo a abordagem que consistirá na articulação das componentes:

  1. i) revisão de conceitos tendo presente a perspetiva histórica da sua evolução;
  2. ii) análise de situações concretas que implicam domínio operacional desses conceitos, as quais, não sendo exigentes do ponto de vista formal, obrigam a um conhecimento aprofundado dos princípios envolvidos.



Resultados de aprendizagem e competências

As competências a adquirir pelos estudantes deverão permitir:

  1. i) adquirir uma visão abrangente das principais áreas da física, a sua situação atual e questões abertas para o futuro;
  2. ii) expor, modelizar e resolver problemas simples de física clássica;
 iii) enquadrar e expor problemas básicos de relatividade e de física moderna.

Modo de trabalho

Presencial

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

Os estabelecidos para acesso ao mestrado

Programa

Energia: Energia e movimento; energia e fenómenos elétricos; energia, fenómenos térmicos e radiação.


Mecânica:  Tempo, posição, velocidade e aceleração; forças e movimentos; as interações fundamentais; leis de Newton; dinâmica de um sistema de partículas; conservação do momento linear e angular; colisões elásticas e inelásticas; leis de Kepler e lei de Newton da Gravitação Universal; campos físicos.


Fluidos:  Forças de pressão e de viscosidade; acelerações em fluidos; lei de Euler; fluidos estáticos e em movimento; paradoxos de Hidrostática.

Termodinãmica: Energia e trabalho. Energia interna. Processos reversíveis e irreversíveis. Conceito de caloria e equivalente mecânico do calor. Transferências de calor e nergia mecânica. Capacidade calorifica e calor latente. Temperatura. De onde surge o zero absoluto de temperatura. Escalas de temperatura. Propriedades gerais das substâncias. O caso muito especial da água. Teoria cinética dos gases. Equação dos gases perfeitos e equação de Van der Waals. Leis da termodinâmica. Máquinas térmicas e considerações gerais

 

Ondas Mecânicas:  Caracterização de uma onda; ondas transversais e ondas longitudinais; o som como onda de pressão; ondas, sinais e informação.

 

Fenómenos Elétricos e Magnéticos: Interações entre cargas e lei de Coulomb; campo elétrico e superfícies equipotenciais; cargas em movimento e campos magnéticos; ação simultânea de campos magnéticos e elétricos sobre cargas em movimento; interação de campos elétricos e magnéticos; potencial elétrico e corrente elétrica; circuitos elétricos; geração e transporte da energia elétrica.



Ondas Eletromagnéticas:  O caso especial das ondas eletromagnéticas; parâmetros que caracterizam uma onda eletromagnética; reflexão, refração, difração e interferência; o espectro eletromagnético; considerações sobre a propagação de ondas eletromagnéticas no vazio; Einstein e a teoria da relatividade; ondas eletromagnéticas no Universo.



 

Física Relativística: A experiência de Michelson-Morley que aponta para a invariância da velocidade da luz no vazio; Einstein e a teoria da relatividade restrita; dilatação do tempo, contração do espaço e relação massa/energia; consequências que daí derivam para o funcionamento dos sistemas de localização geográfica baseados em satélites; a generalização desta teoria para referenciais acelerados; a teoria da relatividade generalizada. A expansão do Universo. Reflexões sobre a designação “Teoria da Relatividade”; considerações filosóficas.

 

 

Física Quântica: Emissão e absorção de radiação eletromagnética; modelo de Lorentz; Planck e a quantização da energia; efeito fotoelétrico e fotões; dualidade onda-corpúsculo; quantum de ação; mecânica quântica e suas implicações.

 

O Átomo: A estrutura do átomo; eletrões, protões, neutrões e vazio; níveis de energia atómicos; núcleo atómico e energia de ligação nuclear; decaimento radioativo (alfa, beta e gama); atividade de uma amostra radioativa; fontes naturais e artificiais de radioatividade; aplicações, efeitos biológicos e detetores de radioatividade; reações nucleares (fusão nuclear e cisão nuclear); o futuro da energia elétrica.

 

Considerações sobre o futuro da Física: Perspetiva histórica em torno da afirmação “o fim da física”; para onde caminha a física? Grandes questões em aberto. Reflexão em torno da pergunta: “onde estará a fronteira do conhecimento em física no ano 3000?”  

Bibliografia Obrigatória

Finn, E. J., Alonso, M.; Física, Escolar Editora, 2012

Bibliografia Complementar

Breithaupt, J; Física, LTC, 2018
Gibbs, K. ; The Resourceful Physics Teacher: 600 Ideas for Creative Teaching, CRC Press, 1999
Heilbron, J. L., ; The History of Physics: A Very Short Introduction, Oxford University Press, 2018

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Os conteúdos programáticos propostos, em sintonia com o programa de física do ensino secundário, procura, por um lado, complementar a formação de física que os estudantes tiveram na sua licenciatura, com foco na consolidação dos conceitos fundamentais relativos à compreensão de fenómenos físicos  e sua aplicação na resolução de situações concretas e no desenvolvimento da tecnologia, mas também proporcionar-lhes a envolvente que lhes possibilite elaborar reflexões sobre a física, a sua evolução histórica, situação atual e trajetória para o futuro





As aulas terão um formato misto, combinando a exposição de temas com o estudo e resolução de exercícios.


A introdução a cada um dos temas indicados no programa proposto incluirá a referência ao seu processo de desenvolvimento e contexto histórico, assim como o que se perspetiva ao nível da sua evolução.

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

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

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Estudo autónomo 120,00
Frequência das aulas 42,00
Total: 162,00

Obtenção de frequência

Frequência das aulas teórico-práticas segundo as regras estabelecidas.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação é por exame final nas épocas normal e de recurso, não existindo condições de frequência para acesso a estas provas.

 

Provas e trabalhos especiais

Nada a indicar.

Trabalho de estágio/projeto

Nada a indicar.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Nada a indicar.

Melhoria de classificação

Seguindo as regras estabelecidas.

Observações

O Juri da unidade curricular é constituído por



  • Jose Luis Campos Oliveira Santos



  • Maria de Fátima Gonçalves da Mota

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