Ótica
Objetivos
Objectivos pedagógicos
Para a disciplina de “Óptica” adoptam-se os seguintes objectivos pedagógicos, os quais se redigem na óptica do formando. Estes objectivos, integram e são definidos em termos das capacidades de natureza cognitiva, em termos das competências funcionais e em termos de atitudes:
Descrever com rigor conceitos, leis e fenómenos do domínio da Óptica e aplicações.
Executar processos de pesquisa documental e estudo teórico orientados para o planeamento e execução de procedimentos experimentais em Óptica e para aplicações concretas.
Planear, elaborar e executar procedimentos conducentes a objectivos experimentais e tecnológicos assumidos na área da Engenharia Optrónica.
Relacionar os conhecimentos de Óptica na resolução de situações concretas ligadas à actuação nas áreas da Física, das Ciências Biomédicas, do Ensino das Ciências e da Engenharia.
Manusear de forma perspectivada equipamentos, dispositivos e componentes ópticos, assegurando a sua cuidada e correcta utilização.
Resolver questões problemáticas nos domínios da Óptica e Aplicações, determinando ou medindo grandezas físicas, realizando cálculos e estimativas, usando expressões, grandezas e tabelas.
Elaborar relatórios de trabalhos experimentais e textos descritivos de Óptica com rigor, clareza e concisão, usando com eficiência esquemas gráficos, tabelas e resultados, expressos quando possível com apreciação de incertezas.
Desenvolver atitudes pessoais de persistência, rigor na execução de tarefas em Óptica, assim como adquirir objectividade na avaliação de resultados experimentais.
Desenvolver e interligar valores de responsabilidade pessoal, de cooperação e de trabalho experimental em equipa.
Caracterização geral
Código
11514
Créditos
3.0
Professor responsável
Paulo António Martins Ferreira Ribeiro
Horas
Semanais - 3
Totais - 48
Idioma de ensino
Português
Pré-requisitos
Não existem precedências obrigatórias, no entanto a disciplina pressupões o seguinte:
- Conhecimentos de Mecânica Clássica
- Conhecimentos de Eletromagnetismo
- Conhecimentos de Matemática:
- Trigonometria
- Diferenciação e Integração
- Equações diferenciais
- Álgebra de Complexos
Bibliografia
Óptica, Eugene Hecht, F.C.Gulbenkian, 2002
Modern Optics, Robert Guenther, Wiley.
Optics- 4th Edition - Francis A. Jenkins and Harvey E. White, McGraw-Hill
Principles of Optics, Max Born and Emil Wolf, Cambridge,1999
Óptica e Fotónica, Mário Ferreira, LIDEL
Optics, Eugene Hecht, Schaum’s outlines
Physics for Scientists and Engineers, Fishbane, Gasiorowicz and Thornton, 2nd Edition, Extended, Prentice Hall
Fundamentals of Physics, Halliday / Resnick / Walker , John Willey & Sons, 7th edition
Método de ensino
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Metodologia Os alunos têm obrigatoriamente de se inscrever na Plataforma Moodle da FCT através da qual a disciplina será gerida. Na plataforma serão colocadas os conteúdos progamáticos das aulas teóricasonline e os documentos de preparação de atividades práticas de laboratório (AP) e atividades práticas online (AO). A visita aos documentos APs e AOs é obrigatória assim como a execução experimentais. O processo de ensino-aprendizagem compreende momentos de e-Learning, nomeadamente: Aulas teóricas presenciais Sessões práticas presenciais (AP) Atividades práticas online (AO) Preparação de aulas práticas Dois testes e exame de recurso presenciais A metodologia seguida conforma globalmente uma filosofia de e-Learning e procura quantificar o trabalho dos alunos permitindo a aplicação do “paradigma de Bolonha”. Aulas teóricas As aulas teóricas online de 2 horas, em sala de aula são apoiadas por apresentações e incluem a realização de demonstrações e problemas. Procurar-se-á quando possível adoptar uma perspectiva pedagógica construtivista. Atividade Online (componente assíncrona) Os conteúdos das aulas teóricas, conformam Unidades de Tópicos (UT), que seguem a bibliografia recomendada. Algumas Unidades poderão ter associadas uma lição-teste de auto-avaliação. Sessões Práticas de Laboratório As sessões experimentais online de 1-2 hora, decorrem presencialmente em laboratório. Os estudantes inscrevem-se numa das turmas propostas na plataforma CLIP e a “plataforma” até ao limite de 14 estudantes por turma. Inscrevem-se também num dos grupos da turma escolhida até ao limite de 2 estudantes por grupo, usando a “plataforma”. O mapa e o cronograma da distribuição dos trabalhos pelos grupos, estão detalhados na área Informações e anúncios da plataforma. Cada grupo executa de entre as seguintes atividades práticas AP: AP 1 –Reflexão e refracção. Espelhos, dióptros e lentes AP 2 – Formação de Imagem em lentes AP 3 – Associação de lentes AP 4 – Instrumentos Ópticos AP 5 – Interferência e difração Das atividades práticas executadas, cada grupo apresenta três relatórios integrados, de entre as atividades práticas de laboratório (AO) e atividades práticas online (AO) Estes relatórios são classificados e a sua média é a classificação CP de grupo. Poderá também existir uma discussão individual com os estudantes, sobre as actividades previstas para cada sessão, sendo que as classificações dos relatórios das actividades repercutirão esse aspeto também..
Atividades Práticas de Online . Os estudantes estão integrados nos mesmos grupos das aulas práticas presenciais. O mapa e o cronograma da distribuição dos trabalhos pelos grupos, estão detalhados na área Informações e anúncios da plataforma de ensino. Cada grupo executa de entre as seguintes atividades práticas AO: AO1 - Reflexão e refração em interfaces e espelhos AO2 - Instrumentos ópticos AO3 - Polarização da luz e lei de Malus AO4 - Interferências Preparação de aulas práticas de laboratório e online |
As sessões práticas online, são preparadas individualmente pelos alunos usando documentos APs designadas por Atividades Práticas - APs, na componente assíncrona, Os APs definem objetivos para as actividades propostas e ajudam a explorar os conteúdos. Ao percorrer esses documentos, deve o estudante consultar todos os tópicos relacionados (links), tomando notas de enunciados ou expressões, ou fazendo cópias, de forma a construir o seu memorando auxiliar para a actividade prática a executar.
Método de avaliação
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Métodos de Avaliação Componentes de avaliação: Prática - classificação prática (2 elementos de avaliação) Teórico - Classificação teórica (2 testes - 2 elementos de avaliação) Nota: Os testes serão presenciais Componente prática A avaliação da componente experimental resulta da execução de atividades práticas de laboratório distribuídas por sessões de 1 hora e atividades práticas online. A avaliaçáo é feita sob 3 relatórios de enetre estas atividades. -Obrigatoriedade de presença e execução de no mínimo 4 atividades práticas de laboratório. -Obrigatoriedade de entrega de dois relatórios das atividades realizadas -A classificação, por estudante, para cada trabalho de actividade entregue, será arredondada às décimas e terá em conta o desempenho individual na execução do trabalho durante a aula (preparação prévia do trabalho pelo aluno, participação e execução do trabalho, respostas às perguntas feitas pelo docente sobre o trabalho em execução). -Se necessário e aplicável o docente reserva-se o direito de realizar uma avaliação oral individual ou em grupo. -A classificação da componente prática final (CP) será a média ponderada das médias das classificações individuais obtidas dos dois relatórios dos trabalhos entregues. Obrigatoriedade de classificação ou igual ou superior a 9,5 para obter frequência (arredondamento à decima). Componente teórica A avaliação da componente teórica resulta da execução de dois testes de 1,5 horas, distribuídos ao longo do semestre letivo. Não há obrigatoriedade de classificação mínima em cada teste, mas há obrigatoriedade de a média aritmética das notas dos testes ser maior ou igual a 9,5 para obter aprovação na componente teórica- prática (nota de cada teste é arredondamento à decima antes do cálculo da média, que também será arredondada a décima para o cálculo da nota final). Frequência A frequência à disciplina, válida por dois anos letivos, é adquirida através da execução da atividades práticas previstas e classificação prática mínima de 9,5 valores. Classificação final: - Se o estudante não obtiver frequência está automaticamente reprovado, independentemente das classificações obtidas na componente teórica (classificações dos testes). - É necessário obter frequência para ter acesso ao exame. - A classificação de exame mínima para obter aprovação é 9,5 (arredondada à décima) - Se obteve frequência e obteve aprovação por testes -Classificação Final = 70% média dos testes (arredondada à décima) + 30% classificação prática (arredondada às décimas) - Se obteve frequência e obteve aprovação em exame → Classificação final = 70% exame (arredondada à décima) + 30% classificação prática (arredondada à décima) - A classificação final mínima para obter aprovação é 10 valores (arredondada à unidade) -Classificação de componente teórica superior a 16 valores requer defesa em prova oral. Nota: |
Os alunos que obtiveram frequência nos anos anteriores devem contactar o docente por forma a confirmar a classificaçãode frequência para esta possa ser considerada este ano.
Conteúdo
Conteúdos Programáticos
Os conteúdos leccionados nas aulas teóricas presenciais e desnvolvidos nas aulas práticas em atividades experimentais são os seguintes:
Cap. 1. Introdução à Óptica: Introdução histórica. Importância sócio-económica actual. O Futuro.
Cap 2. Óptica Geométrica: Princípio de Huygens. O raio de luz. Princípios da Óptica Geométrica, Princípio de Fermat. Reflexão e refracção. Dispersão. Prisma, lâmina de faces paralelas e fibras ópticas. Formação de Imagem. Espelhos plano, parabólico e esférico. Oval de Descartes e dióptro esférico e lentes delgadas.
Cap. 3- Complementos de Óptica Geométrica: Associação de lentes. Campo de Visão e pupilas. Instrumentos Ópticos ( Olho, Lupa, Telescópio, Microscópio e Lente de Ampliação). Fibra óptica. Lentes Espessas. Aberrações.
Cap. 4. Campo electromagnético e luz: Luz e equações de Maxwell; Irradiância e vetor de Poyntig. Polarização. O Espetro eletromagnético. Propagação. Equações de Fresnel
Cap. 5. Interferências e Difração: Princípio da sobreposição. Coerência. A experiência de Young. Interferência em lâminas e filmes finos. Difração de Fresnel e Fraunhofer. Rede de difracção. Difração por abertura circular. Difração por fenda simples. Difração por múltiplas fendas.
Cap. 6. Radiometria e Fotometria
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