Física Atómica e Molecular

Caracterização geral

Pré-requisitos

Aprovação e conhecimentos sólidos em Mecânica Clássica, Termodinâmica, Electromagnetismo e Mecância Quântica.

Bibliografia

• B. H. Bransden and C. J. Joachain, Physics of Atoms and Molecules, 2nd Ed., Prentice Hall, 2003.
• Introduction to the Structure of Matter – J. J. Brehm and W. J. Mullin, Wiley, 1989.
• M. Weissbluth, Atoms and Molecules, Academic Press, New York (1978).
• 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 analizadas 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 na Unidade Curricular (UC) 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 componente teórica da avaliação, pode ser obtida através da realização de testes, NT1 e NT2, ou de exame, NE;
2. Cada teste é avaliado às décimas numa escala de vinte valores e a nota NT é a média das notas dos dois testes arredondada às décimas;
3. O exame terá a duração de 2:00H. A nota do exame, NE, é dada às décimas numa escala de 20 valores;
4. Para a realização dos momentos de avaliação, as especificações acerca das provas e regras serão devidamente anunciadas no CLIP antes da realização das mesmas;
5. Os estudantes que obtenham uma classificação NT (ou NE) igual ou superior a 10 valores obtêm aprovação na componente teórica.

 

Artigo 3º – Testes e Exame

1. A inscrição nos testes (e exame no caso de melhoria) 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 UC, 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 teóricocom uma duração de 1:30H, na sala onde normalmente decorrem as aulas 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 poderá anulada se não forem satisfeitos os n.ºs 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 podem perder a frequência caso já a tenham obtido em anos lectivos 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 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 6 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 n.º 3.2 terão a sua inscrição no turno teórico-prático cancelada no CLIP.
5. Os estudantes que satisfaçam o n.º 1 e o n.º 3.1 obtêm aprovação na componente teórico-prática.

 

Artigo 5º – Componente Prática

1. As aulas práticas laboratoriais (AL), terão início na primeira semana de aulas (semana de 6 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 n.º 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 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 avaliação de um relatório, escolhido arbitrariamente pelo docente, que os estudantes entregarão no final do semestre avaliado de 0 a 15 valores, e pela discussão oral dos trabalhos laboratoriais avaliada de 0 a 5 valores;
9. A nota da componente NP é dada às décimas numa escala de 20 valores
10. 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 n.º 5 do Art. 4º e o nº 10 do Art. 5 obtêm frequência à UC.
2. A frequência obtida nos anos lectivos 2021/2022 e 2022/2023 é válida no corrente ano lectivo. A frequência obtida em anos lectivos anteriores a 2021/2022 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 > Lista alunos frequencia FAM 2023-2024_2Sem.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 (Professor Paulo Limão-Vieira, plimaovieira@fct.unl.pt), até às 19h do dia 8 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 9 de Março, todos os estudantes que não constem na lista referida no n.º 3 serão considerados como não tendo frequência.

 

Artigo 7º – Classificação Final

1. Os alunos com frequência que satisfaçam, simultaneamente, o n.º 2 do Art. 2º, o n.º 5 do Art. 4º, e o n.º 10 do Art. 5º  obtêm aprovação na UC.
2. A classificação final dos alunos aproximada às unidades que não tenham obtido frequência num ano lectivo anterior é o resultado das seguintes ponderações :
   1. NT contribui 70%;
   2. NL contribui 30%;
3. A classificação final dos alunos aproximada às unidades que tenham obtido frequência num ano lectivo anterior é o resultado das seguintes ponderações aproximado às unidades:
   1. NT contribui 70%;
   2. NL contribui 30%.
4. Nos restantes casos, não previstos nos números e Artigos anteriores, o estudante reprova à unidade curricular.
5. Caso seja necessário e quando aplicável, o Responsável e/ou o Regente (ou o Docente) da UC pode determinar a realização de uma prova oral. O peso desta componente poderá substituir um dos elementos de avaliação com o respectivo peso.

 

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 UC no corrente ano lectivo de 2023/2024, ou no ano lectivo 2022/2023, podem melhorar apenas a classificação da componente teórica.
3. A nova classificação final é obtida seguindo o n.º 2 ou o n.º3 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 UC.
4. 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 UC.
3. Os estudantes com o estatuto de TE que satisfaçam, simultaneamente, o n.º 2 do Art. 2º, o n.º 5 do Art. 4º, e o n.º 10 do Art. 5º obtêm aprovação na UC.
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 – 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 UC 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: