FIS124 - Plano de Curso 2019 2 [Teoria]

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 U N I V E R S I D A D E F E D E R A L D A B A H I A 
INSTITUTO DE FÍSICA 
 
PLANO DE CURSO 2019.2 
 
COMPONENTE CURRICULAR 
CÓDIGO TÍTULO 
FIS124 Física Geral e Experimental IV-E (Parte Teórica) 
 
CARGA HORÁRIA NOME DO DOCENTE 
T P Est. TOTAL 
68 68 Micael Dias de Andrade 
 
EMENTA 
Esta disciplina visa o estudo das ondas eletromagnéticas em nível fundamental, estendendo-se na discussão dos 
fenômenos ópticos do ponto de vista eletromagnético, além de introduzir o aluno na Física Moderna e complementar o 
estudo da Física Geral e Experimental que se iniciou com as disciplinas anteriores. Esta disciplina é fundamental para o 
estudo detalhado das equações de Maxwell e suas aplicações. 
 
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 
1. As Equações de Maxwell (formulação diferencial); 
2. Ondas Eletromagnéticas; 
3. Natureza e Propagação da Luz; 
4. Polarização; 
5. Interferência; 
6. Difração; 
7. Princípios da Teoria da Relatividade Restrita; 
8. Introdução à Física Quântica; 
9. Equação de Schrödinger; 
10. Física atômica (átomo de Hidrogênio, spin, espectros atômicos). 
 
CRONOGRAMA DE ATIVIDADES 
DATA ATIVIDADES PROGRAMADAS 
05/08 Apresentação do curso. Oscilações Eletromagnéticas: Elementos Lineares de circuitos; Regime de baixa frequência; Circuitos LC. Circuitos RLC livres. Fator de qualidade. 
07/08 Oscilações Forçadas: Resistência e reatância (comportamento dos elementos lineares em circuitos AC). Circuitos RLC forçados. 
12/08 Potência e Ressonância em circuitos AC; Transformadores. 
14/08 Equações de Maxwell: Revisão das equações de Maxwell na forma integral. O operador divergente e o teorema de Gauss. O operador rotacional e o teorema de Stokes. As equações de Maxwell na forma diferencial. 
19/08 Ondas Eletromagnéticas: Ondas eletromagnéticas planas no vácuo. Equação de ondas unidimensional para 𝐸ሬ⃗ e 𝐵ሬ⃗ e a velocidade da luz. Solução da equação de ondas; Ondas Eletromagnéticas harmônicas (senoidais). 
21/08 Energia transportada por ondas eletromagnéticas. Momento linear de uma onda eletromagnética e pressão de radiação. O espectro de ondas eletromagnéticas. 
26/08 Natureza e Propagação da Luz: O princípio de Huygens. Reflexão e refração. Reflexão interna total. Dispersão da luz 
28/08 Polarização: Polarização linear, circular e elíptica da luz. Polarização por absorção, por reflexão, por birrefringência e por espalhamento. Atividade óptica. 
02/09 Revisão e exercícios. 
04/09 1ª Avaliação 
09/09 Interferência: Interferência e fontes coerentes. Interferência da luz produzida por duas fontes. O experimento de Young. 
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11/09 Intensidade das figuras de interferência. Diferença de fase e diferença de caminho. 
16/09 Interferência em filmes finos: películas, cunhas, anéis de Newton, superfícies antirrefletoras. O interferômetro de Michelson. 
18/09 Difração: Difração de Fresnel e difração de Fraunhofer. Intensidade da figura de difração produzida por uma fenda simples. Obtendo as posições dos mínimos e dos máximos da figura de difração. 
23/09 Difração produzida por um par de fendas. A rede de difração. Poder de resolução cromático. 
25/09 Difração de raios X por cristais. Orifícios circulares. Poder de resolução. Holografia. 
30/09 Princípios da Teoria da Relatividade Restrita: Base experimental da relatividade. Postulados de Einstein. Relatividade da simultaneidade. Dilatação do tempo. 
02/10 Contração do espaço. As Transformações de Lorentz. A transformação da velocidade. 
07/10 O efeito Doppler para luz. Momento linear relativístico. 
09/10 Trabalho e Energia na relatividade. Conversão massa/energia e energia de ligação. 
14/10 Revisão e exercícios. 
16/10 2ª Avaliação 
21/10 
Base experimental da Mecânica Quântica: Radiação de corpo negro: Lei de Stefan-Boltzmann, Lei de Wien, 
Lei de Rayleigh-Jeans e a catástrofe do ultravioleta; A hipótese de Planck e a obtenção das leis de Wien e de 
Stefan-Boltzmann. 
23/10 A descoberta do efeito fotoelétrico; A explicação de Einstein para o efeito fotoelétrico; O espalhamento Compton; Produção de par. 
04/11 Espectros atômicos: Séries de Balmer, Lyman, Backett e Pfund; O átomo nuclear de Rutherford. 
06/11 O modelo atômico de Bohr; Interpretação das séries espectroscópicas; Níveis de energia; O experimento de Franck e Hertz; O Laser. 
11/11 Noções de Mecânica Quântica: A dualidade onda-partícula e a hipótese de de Broglie. Difração de elétrons em cristais. O princípio da incerteza de Heisenberg. 
13/11 A equação de Schrödinger e a interpretação probabilística da função de onda. Aplicações: Partícula livre; Partícula em uma caixa (o poço de potencial infinito). 
18/11 O poço de potencial finito. Barreira de potencial e tunelamento. O oscilador harmônico quântico. 
20/11 A equação de Schrödinger para o átomo de hidrogênio. As funções de onda do átomo de hidrogênio 
25/11 Spin do elétron. Princípio de exclusão de Pauli. A Tabela Periódica. 
27/11 Revisão e exercícios. 
02/12 3ª Avaliação 
04/12 2ª chamada de todas as avaliações 
 
 
FORMA DE AVALIAÇÃO DO APRENDIZADO 
A avaliação do acadêmico será feita através de uma lista de exercícios, com peso 1 (um), e de três provas escritas, 
cada uma com peso 3 (três). Nelas, serão avaliados a capacidade do estudante interpretar os fenômenos, o raciocínio 
lógico e a compreensão física dos conteúdos abordados. 
 
METODOLOGIA DE ENSINO 
1. A metodologia que atenderá aos objetivos estabelecidos para a disciplina, será implantada na forma de ensino 
centrada no estudante. O professor agirá como agente orientador no raciocínio do estudante nos processos mentais 
de investigação científica e de contextualização da física nos fenômenos do dia-a-dia. 
2. A dinâmica metodológica será desenvolvida com a utilização de aulas teóricas expositivas utilizando a lousa e 
recursos audiovisuais de informática, bem como a resolução de exercícios. 
 
MATERIAL COMPLEMENTAR 
Notas de aula, apresentações em Power Point, listas de exercícios e artigos relacionados aos assuntos 
tratados poderão ser encontrados no ambiente Moodle, através do endereço: 
https://www.moodle.ufba.br/course/view.php?id=3683. 
A senha para cadastro no curso é: fis124 
 
 
 
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BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA 
BÁSICA: 
1. YOUNG, H. D. e FREEDMAN, R. A., Sears & Zemansky: Física IV – Ótica e Física moderna, 14ª edição: Editora 
Pearson, São Paulo, 2016. 
2. NUSSENZVEIG, H. M., Curso de Física Básica – Volume 4 – Ótica, Relatividade, Física Quântica, 2ª edição: 
Editora Edgard Blucher, São Paulo, 2014. 
3. JEWETT JR. J. W. e SERWAY, R. A., Física para Cientistas e Engenheiros – Volume 4 – Luz, Óptica e Física 
Moderna (Tradução da 8ª edição Norte-Americana): Editora CENGAGE Learning, São Paulo, 2013. 
4. CHAVES, A. Física – Volume 2 – Eletromagnetismo: Editora Reichmann & Affonsom, Rio de Janeiro, 2001. 
5. HALLIDAY, D.; RESNICK, R. e WALKER. J. Fundamentos de Física: Óptica e Física Moderna – Volume 4, 10ª 
edição: Editora LTC, Rio de Janeiro, 2016. 
6. TIPLER, P. A e LLEWELLYN, R. A., Física Moderna, 6ª edição: Editora LTC, Rio de Janeiro, 2014. 
7. DE OLIVEIRA, N. B., Oscilações Elétricas, Onda Eletromagnética, Óptica Física e Física Moderna: EDUFBA, 
Salvador, 2015. 
 
COMPLEMENTAR: 
8. FEYMANN, R. P.; LEIGHTON, R. B. e SANDS, M., Lições de Física – Volume III – Mecânica Quântica: Editora 
Bookman, São Paulo, 2008. 
9. WICHMANN, E. H. Curso de Física de Berkeley – Volume 4: Editora Edgard Blucher, São Paulo, 1972. 
10. McKELVEY, J.P. e GROTCH, H. Física – Volume 4: Editora Harper & Row do Brasil, São Paulo, 1979. 
11. TIPLER, P. A. e MOSCA, G., Física para Cientistas e Engenheiros – Volume 3. Física Moderna: Mecânica 
Quântica, Relatividade e a Estrutura da Matéria, 6ª edição: Editora LTC, Rio de Janeiro, 2009. 
12. HALLIDAY, D.; RESNICK, R. e KRANE, K.S. Física 4, 5ª edição: Editora LTC, Rio de Janeiro, 2004. 
13. SERWAY, R. A. eJEWETT JR. J. W., Princípios de Física – Volume 4 – Ótica e Física Moderna (Tradução da 5ª 
edição Norte-Americana): Editora CENGAGE Learning, São Paulo, 2015.