DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

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Ano letivo: 2005-2006
Especificação técnica - ficha curricular
N.B. estas fichas estão definidas apenas desde 2007 (acordo de Bolonha).

Elementos especificos
código da disciplinaciclo de estudossemestre lectivocréditos ECTSlíngua de ensino
16pt


Objectivos formativos
Proporcionar a aquisição de conhecimentos que permitam uma visão geral tão profunda quanto possível desta área da Física.
Promover aplicações que motivem o estudante e contribuam para desenvolver a sua capacidade de crítica.
Incentivar a capacidade de aplicação dos conhecimentos a outras situações.
Programa genérico mínimo
Revisão de conceitos da teoria cinética de gases
Distribuição de velocidades de Maxwell. Distribuição de Maxwell-Boltzmann.
Revisão de conceitos em Mecânica Clássica e em Mecânica Quântica.
Introdução ao conceito de probabilidade em Mecânica Estatística Clássica e em Mecânica Estatística Quântica de equilíbrio.
Entropia e postulado fundamental da Mecânica Estatística. Tipos de distribuição de probabilidade em Mecânica Estatística de equilíbrio: distribuições microcanónica, canónica e grande-canónica.
Dedução da fórmula de Boltzmann na distribuição microcanónica e interpretação de Nernst.
Breve revisão da Termodinâmica de equilíbrio
Função partição na distribuição canónica. Aplicações da distribuição canónica ao estudo de propriedades termodinâmicas de sistemas físicos: gás perfeito e sistema quântico com dois níveis de energia. Análise da curva característica do calor específico de Schottky.
Descrição estatística do sólido de Einstein no contexto das distribuições microcanónica e canónica. Lei de Dulong e Petit. Graus de liberdade rotacionais e vibracionais de moléculas diatómicas.
Ensemble grande-canónico e respectiva função partição. Potenciais termodinâmicos associados à função partição grande-canónica. Partículas distinguíveis e indistinguíveis. Gás ideal monoatómico no contexto do ensemble grande-canónico. Entropia de um gás ideal e o paradoxo de Gibbs. Partículas de Fermi e de Bose. Estatística de Bose-Einstein e condensação de Bose-Einstein. Distribuição de Fermi-Dirac. Distribuição de Planck. Gás de fotões. Radiação de um corpo negro.
Pré-requisitos
Termodinâmica, Mecânica Clássica, Mecânica Quântica
Competências genéricas a atingir
. Competência para resolver problemas;
. Competência em raciocínio crítico;
. Competência em aprendizagem autónoma;
. Competência em aplicar na prática os conhecimentos teóricos;
. Competência em autocrítica e auto-avaliação;
. Competência em análise e síntese;
. Competência em organização e planificação;
. Conhecimento de uma língua estrangeira;
. Adaptabilidade a novas situações;
. Criatividade;
(por ordem decrescente de importância)
Horas lectivas semestrais
aulas teóricas45
orientação tutorial15
total horas lectivas60

Método de avaliação
Resolução de problemas25 %
Frequência75 %
Exame100 %

Bibliografia de referência

1. R. Bowley, M. Sánchez, Introductory Statistical Mechanics, Clarendon Press, 1996.
2. D. Schroeder, An introduction to Thermal Physics, Addison Wesley Longman, 1999.
3. D. Amit, Y. Verbin, Introductory Course in Statistical Mechanics, World Scientific, 1999.
4. S. Salinas, Introduction to Statistical Physics, Springer, 2001.
5. R. Pathria, Statistical Mechanics,2.ª ed., Butterworth-heinemann, 1996.
6. F. Mandl, Statistical Mechanics, 2ª ed., John Wiley & Sons, 1998.
7. F. Reif, Statistical Physics, McGraw-Hill, 1965.
8. T. Fliessbach, Curso de Física Estatística, Fundação C. Gulbenkian, 2000.
Método de ensino
- Expor com clareza os conceitos e formalismos recorrendo sempre que possível a exemplos que esclareçam as metodologias utilizadas.
- Fomentar a presença e participação activa dos estudantes nas aulas teóricas e tutoriais.
- Elaborar um esquema de acompanhamento fora das horas normais de contacto.
- Acompanhar os alunos e promover a avaliação contínua através da resolução de problemas nas horas de estudo com apresentação do respectivo relatório. Alguns desses problemas serão apresentados pelos alunos nas aulas tutoriais. As dificuldades surgidas serão sempre objecto de análise nas aulas.
- Complementar a avaliação com a realização de uma frequência.
Recursos específicos utilizados