Física Atómica e Molecular

Objectivos

O objectivo das aulas teóricas e teórico-práticas é a compreensão dos conceitos e processos físicos, enfatizando-se o rigor na linguagem e a aplicação dos conhecimentos ao equacionamento e resolução metódica de problemas reais.

O objectivo das aulas de laboratório é a aprendizagem de métodos experimentais relacionados com a Física Atómica e a Física Molecular, a sistematização da recolha e tratamento de resultados experimentais e a elaboração de relatórios científicos.

 

Caracterização geral

Código

10527

Créditos

6.0

Professor responsável

José Paulo Moreira dos Santos

Horas

Semanais - 5

Totais - 72

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Aprovação em Electromagnetismo e Mecância Quântica.lês.

Bibliografia

  • J. P. Santos, Apontamentos de Física Atómica.
  • S. Gasiorowicz, Quantum Physics, 2nd Ed., John Wiley and Sons, New York, 1996.
  • B. H. Bransden and C. J. Joachain, Physics of Atoms and Molecules, 2nd Ed., Prentice Hall, 2003.
  • M. Weissbluth, Atoms and Molecules, Academic Press, New York (1978).
  • H. Haken e H. C. Wolf, The physics of atoms and quanta: introduction to experiments and theory, Springer Verlag, Berlin (2000).
  • J. P. Santos e M. F. Laranjeira, Métodos Matemáticos para Físicos e Engenheiros, Fundação da Faculdade de Ciências e Tecnologia, Lisboa, 2004.
  • H. Haken e H. C. Wolf, Molecular physics and elements of quantum chemistry: introduction to experiments and theory, Springer Verlag, Berlin (2004).
  • Peter Atkins and Ronald Friedman, Molecular quantum mechanics, 5th ed, Oxford University Press (2011)

Método de ensino

A disciplina está organizada em aulas teóricas, em que será apresentada a matéria do Curso, incluindo exemplos de aplicação, e aulas teórico-práticas, em que são discutidos problemas concretos com os alunos, e aulas de laboratório onde são realizadas e analizasdas experiências.

Método de avaliação

Artigo 1º – Modo de avaliação de conhecimentos

  1. De acordo com as Regulamento de Avaliação da FCT (Aprovado pelo Conselho Executivo em 17 de Novembro de 2020) a avaliação em “FAM” enquadra-se no tipo Avaliação Contínua.
  2. A avaliação consiste num método único para todos os alunos.
  3. As classificações mencionadas nos Artigos seguintes é expressa na escala de 0 a 20 valores.

 

Artigo 2º – Componente Teórica

  1. A classificação da componente teórica (NT) é a média aritmética arredondada às unidades das classificações obtidas nos 2 testes (a classificação de cada teste é arredondada às unidades) ou a classificação do exame final arredondada às unidades.
  2. Os estudantes que obtenham uma classificação NT igual ou superior a 10 valores obtêm aprovação na componente teórica.

  

Artigo 3º – Testes e Exame

  1. A inscrição nos testes no CLIP é obrigatória.
  2. Cada teste incidirá essencialmente sobre toda a matéria leccionada nas aulas teóricas até à aula teórica anterior ao teste.
  3. Apesar de a avaliação nos testes não ser cumulativa, e devido à natureza dos assuntos abordados nesta Unidade Curricular, não é excluído que um elemento de avaliação se socorra de conhecimentos respeitantes  à matéria avaliada em elemento(s) anterior(es).
  4. Os testes realizam-se no horário das aulas do turno teórico, na sala onde normalmente decorrem as lições ou em sala previamente anunciada no CLIP.
  5. Os estudantes só poderão ter consigo durante a prova de avaliação presencial:
    1. Caneta/esferográfica;
    2. Documento de identificação com fotografia;
    3. Documentos de consulta quando anunciado pelos docentes.
  6. Durante a realização das provas presenciais não é permitida a utilização de aparelhos electrónicos, tais como máquinas de calcular e telemóveis (os quais devem estar desligados e junto com os pertences colocados em local indicado pelos docentes) bem como outro tipo de equipamento com ligação à internet. Excepcionalmente, poderá ser permitida a utilização de máquinas de calcular não programáveis na sequência de aviso prévio.
  7. Não é permitido desagrafar as folhas dos cadernos com os enunciados e com as resoluções feitas pelos estudantes nas provas presenciais.
  8. A prova será anulada se não forem satisfeitos os nºs 5, 6 ou 7.
  9. Os estudantes que cometam fraude numa prova de avaliação (Teste ou Exame) terão a referida prova anulada, estão automaticamente reprovados na unidade curricular no presente ano lectivo, e perdem a frequência caso já a tenham obtido em anos lectivo anteriores, o que implica que terão que obter frequência no ano lectivo seguinte.

 

Artigo 4º – Componente Teórico-Prática

  1. A participação activa em, pelo menos, 2/3 das aulas teórico-práticas (problemas) é obrigatória.
  2. Não serão aceites justificações para eventuais ausências às aulas teórico-práticas. Os alunos devem gerir a possibilidade de poderem não comparecer a 1/3 das aulas de forma a poderem utilizar essas faltas para eventuais compromissos ou situações imponderáveis, incluindo situações pontuais de doença.
  3. Na 1ª aula teórico-prática (semana de 15 de Março) serão:
    1. Apresentadas em detalhe as regras de avaliação desta componente;
    2. Confirmadas presencialmente as inscrições;
  4. Os alunos que não satisfaçam o nº 3.2 terão a sua inscrição no turno teórico-prático cancelada no CLIP.
  5. 5.A classificação da componente teórico-prática (NTP) é igual ao resultado dado pela média aritmética arrendada às unidades de dois mini-testes teórico-práticos efectuados em data a definir.
  6. Os estudantes que satisfaçam o nº 1 e que obtenham uma classificação NTP igual ou superior a 10 valores obtêm aprovação na componente teórico-prática.

 

Artigo 5º – Componente Prática

  1. As aulas práticas (AP), e laboratoriais (AL), terão início na primeira semana de aulas (semana de 15 de Março).
  2. Todos os trabalhos práticos e de laboratório atribuídos são de realização obrigatória.
  3. Na primeira aula prática de cada turno serão:
    1. Apresentadas em detalhe as regras de avaliação desta componente;
    2. Confirmadas presencialmente as inscrições nos turnos;
    3. Constituídos os grupos de trabalho (2 estudantes por grupo).
  4. Os estudantes que não satisfaçam o nº 3.2 terão a sua inscrição no turno prático cancelada no CLIP.
  5. No limite das vagas disponíveis, poderão ser aceites mudanças de turno durante a primeira semana de aulas práticas. Para tal, os estudantes deverão contactar o docente responsável pelos turnos práticos.
  6. Os estudantes que têm frequência estão impedidos de repetir a parte prática.
  7. Nas AP os estudantes realizarão trabalhos on-line e nas AL os estudantes realizarão trabalhos de laboratório, de acordo com calendarização prévia afixada no CLIP.
  8. A Classificação da componente prática (NP) é o resultado da soma, arredondada às unidades, da avaliação de um relatório, escolhido arbitrariamente pelo docente, que os estudantes entregarão no final do semestre avaliado de 0 a 11 valores, pela avaliação dos trabalhos on-line cada trabalho 2 valores e pela avaliação de uma discussão oral dos trabalhos  práticos e laboratoriais avaliada de 0 a 5 valores. 
  9. Os alunos que obtenham uma classificação NP igual ou superior a 10 valores e que tenham realizado todos os trabalhos de laboratório atribuídos, obtêm aprovação na componente prática.

  

Artigo 6º – Frequência

  1. Os estudantes que satisfaçam simultaneamente o nº 6 do Art. 4º e o nº 9 do Art. 5 obtêm frequência à unidade curricular.
  2. A frequência obtida nos anos lectivos 2018/2019 e 2019/2020 é válida no corrente ano lectivo. As frequência obtida em anos lectivos anteriores a 2018/2019 não é válida no corrente ano lectivo.
  3. A lista dos estudantes que obtiveram frequência em anos lectivos anteriores está no CLIP em "Documentação de Apoio > Outros > FAM_2021_Frequencia_Anos_Anteriores.pdf".
  4. Na eventualidade de não constar o nome de um estudante que tenha obtido frequência em anos lectivos anteriores, esse estudante deverá enviar um email ao responsável da unidade curricular (Prof. José Paulo Santos, jps@fct.unl.pt), até às 19h do dia 19 de Março (6ª feira), com o Assunto “Frequência obtida anteriormente”, o nome completo, o número actual (e o número anterior se for esse o caso), o ano em que obteve a frequência e uma cópia da pauta (que está no CLIP) onde conste a informação que obteve frequência.
  5. A partir do dia 19de Março, todos os estudantes que não constem na lista referida no nº 3 serão considerados como não tendo frequência.

  

Artigo 7º – Classificação Final

  1. Os alunos com frequência que satisfaçam, simultaneamente, o nº 2 do Art. 2º, o nº 6 do Art. 4º, e o nº 9 do Art. 5º  obtêm aprovação na unidade curricular.
  2. A classificação final dos alunos que não tenham obtido frequência num ano lectivo anterior é o resultado das seguintes ponderações aproximado às unidades:
    1. NT vale 60%;
    2. NL vale 30%;
    3. NTP vale 10%.
  3. A classificação final dos alunos que tenham obtido frequência num ano lectivo anterior é o resultado das seguintes ponderações aproximado às unidades:
    1. NT vale 70%;
    2. NL vale 30%.
  4. Os alunos que satisfaçam o nº 1 e que obtenham classificação final superior a 16 valores são admitidos a uma prova oral.
  5. Na prova oral mencionada no número anterior, os estudantes podem subir ou descer a nota final com a garantia de classificação mínima de 16 valores.
  6. A ausência à prova oral referida no número anterior traduz a aceitação por parte do estudante da nota final de 16 valores.
  7. Nos restantes casos, não previstos nos números e Artigos anteriores, o estudante reprova à unidade curricular.

 

Artigo 8º – Melhoria de Nota

  1. Os estudantes que pretendam efectuar melhoria de nota devem cumprir, para esse efeito, as formalidades legais de inscrição.
  2. Os estudantes que tenham obtido aprovação na Unidade Curricular no corrente ano lectivo de 2020/2021, ou no ano lectivo 2019/2020, podem melhorar apenas a classificação da componente teórica.
  3. A nova classificação final é obtida seguindo o nº 2 ou o nº3 do Artigo 7º, consoante o caso, considerando a classificação do exame como a nova classificação NT e a(s) classificação(ões) da(s) restante(s) componente(s) obtida(s) no ano lectivo em que o estudante obteve aprovação na Unidade Curricular.
  4. Os estudantes que obtenham classificação final descrita no 3º  superior a 16 valores são admitidos a uma prova oral.
  5. Na prova oral mencionada no número anterior, os estudantes podem subir ou descer a nota final com a garantia de classificação mínima de 16 valores.
  6. A ausência à prova oral referida no número anterior traduz a aceitação por parte do estudante da nota final de 16 valores.
  7. Nos restantes casos, não previstos nos números anteriores, o estudante não melhora a classificação.

 

Artigo 9º – Trabalhadores Estudantes

  1. Os estudantes são considerados como detentores do estatuto de Trabalhador Estudante (TE) se constarem como tal nas pautas no CLIP.
  2. Os estudantes devem, assim que possível, comunicar o seu estatuto ao docente responsável da unidade curricular.
  3. Os estudantes com o estatuto de TE que satisfaçam, simultaneamente, o  nº 2 do Art. 2º, o nº 6 do Art. 4º, e o nº 9 do Art. 5º obtêm aprovação na unidade curricular.
  4. Os estudantes detentores do estatuto de Trabalhador Estudante, tal como os restantes estudantes, têm que realizar as provas de avaliação segundo o calendário previamente tornado público.

  

Artigo 10º – Conduta na Sala de Aula

  1. Para que todos beneficiem da experiência de aprendizagem é exigido aos estudantes que respeitem as seguintes regras de conduta na sala de aula:
    1. Pontualidade: Os estudantes deverão estar presentes na sala à hora de começo da aula. Os docentes impedirão a entrada dos estudantes que cheguem mais de 5 minutos atrasados;
    2. Preparação das aulas e participação nas discussões: A participação activa exige que os estudantes preparem a matéria apresentada e discutida nas aulas, e que contribuam para as discussões;
    3. Os telemóveis devem permanecer desligados e guardados até ao fim da aula. Os estudantes que utilizem o telemóvel serão automaticamente convidados a sair da aula;
    4. A utilização de computadores portáteis e outros aparelhos electrónicos nas salas de aulas está sujeita à aprovação dos docentes.

 

Artigo 11º – Outros

  1. Os estudantes quando contactarem os docentes através de mensagem electrónica (email) devem indicar no “Assunto (Subject)” a seguinte informação: “FAM - Turno – Nome – Nº de estudante – Assunto”.
  2. Não serão respondidas mensagens electrónicas com perguntas cuja resposta conste nos Artigos anteriores ou na página da unidade curricular no CLIP. 

Conteúdo

Átomos hidrogenóides

Revisão dos conceitos do modelo do átomo e da solução da equação de Schrödinger para o hidrogénio; momento angular; átomos em campos; transições radiativas; regras de selecção; efeito de Zeeman; spin.

Átomos multielectrónicos

Simetria e princípio de exclusão de Pauli; átomo de hélio; aproximação do campo central; acoplamentos L, S e j, j; raios-X e electrões de Auger; coeficientes de Einstein; introdução ao laser de He-Ne.

Estrutura molecular

Formação de moléculas; tipos de ligação; equação de Schrödinger para siatemas moleculares; aproximações de Born-Oppenheimer e adiabática; estados moleculares: vibracionais, rotacionais e electrónicos; transições radiativas e não radiativas; agregados moleculares; moléculas poliatómicas.

 

Trabalhos de laboratório

  1. Efeito Fotoeléctrico
  2. Difracção de Electrões
  3. Descargas em gases
  4. Experiência de Franck-Hertz
  5. Raios-X
  6. Espectrometria de massa
  7. Ressonância Paramagnética Electrónica


Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: