DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

Superfluidez, Supercondutividade e Magnetismo - F

Ano letivo: 2016-2017
Especificação técnica - ficha curricular

Elementos especificos
código da disciplinaciclo de estudossemestre lectivocréditos ECTSlíngua de ensino
2003375126pt,en *)

*) N.B.  se houver estudantes que não falem português a língua é o inglês.

Objectivos formativos
Objetivos específicos:

Conhecimentos aprofundados de física nos seguintes tópicos do programa: condensados de Bose-Einstein, superfluidez, supercondutividade, magnetismo e suas aplicações tecnológicas.

Compreensão teórica dos fenómenos físicos ao nível da descrição quântica destas propriedades da matéria.

Aplicação dos conhecimentos prévios (de Mecânica Quântica e Física Estatística) em novas situações, envolvendo temas do programa.

Modelação e resolução de problemas específicos da área em questão.

Outros objetivos e competências a desenvolver:

Desenvolvimento de raciocínio crítico, capacidade de estudo autónomo, capacidades laboratoriais no domínio da criogenia e da medição de propriedades eléctricas e magnéticas dos materiais.
Programa genérico mínimo
Condensados de Bose-Einstein.
Superfluidez.
Fluidos clássicos e quânticos.
Superfluidez do He(II).
Quantização do fluxo e vórtices.
Supercondutividade. Introdução histórica; comportamento básico (eléctrico, magnético e termodinâmico).
Supercondutividade do tipo I e II.
Modelo dos London.
Modelo de Ginzburg-Landau.
Teoria BCS da supercondutividade.
Supercondutividade e e superfluidez não convencionais.
Magnetismo.
Magnetismo em átomos isolados: diamagnetismo, paramagnetismo, regras de Hundt.
Campo cristalino.
Interacções magnéticas: interacção magnética dipolar, interacção de troca.
Ordem em estruturas magnéticas: ferromagnetismo, antiferromagnetismo e ferrimagnetismo. Modelo de Weiss-Néel.
Domínios magnéticos.
Magnetismo nos metais: paramagnetismo de Pauli e diamagnetismo de Landau.
Excitações magnéticas.
Efeito de Kondo e modelo de Hubbard.
Pré-requisitos
Conhecimentos a nível básico de Física da Matéria Condensada
Competências genéricas a atingir
. Competência em análise e síntese;
. Competência para resolver problemas;
. Competência em raciocínio crítico;
. Competência em aprendizagem autónoma;
. Competência em aplicar na prática os conhecimentos teóricos;
. Competência em organização e planificação;
. Competência em comunicação oral e escrita;
. Competência em gestão da informação;
. Competência para comunicar com pessoas que não são especialistas na área;
. Adaptabilidade a novas situações;
(por ordem decrescente de importância)
Horas lectivas semestrais
aulas teóricas30
aulas práticas laboratoriais30
total horas lectivas60

Método de avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo20 %
Resolução de problemas10 %
Exame70 %

Bibliografia de referência
Superconductivity, superfluids and condensates, J.F. Annett, Oxford Univ. Press (2004).

Introduction to superconductivity, A.C. Rose-Innes and E.H.Rhoderic, Pergamon Press.

Magnetism in Condensed Matter, S. Blundell, Oxford. Univ. Press (2001).
Método de ensino
Alguns dos tópicos serão abordados de forma expositiva, outros serão propostos ao estudante para desenvolvimento autónomo, após uma breve introdução nas aulas.

Os alunos farão um conjunto de trabalhos laboratoriais na área, tais como: medida da suscetibilidade magnética de sais paramagnéticos e do seu momento efectivo; determinação da temperatura de Curie e medida do ciclo de histerese de um ferreamente; síntese e caracterização das propriedades eléctricas e magnéticas de um supercondutor de alta temperatura, etc.
Recursos específicos utilizados
Laboratório de Física da Matéria Condensada