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Métodos Matemáticos da Física
F 2013 . 2014 - 1º semestre
programa genérico e bibliografia 1.Introdução à Teoria de Grupos Transformações de simetria e invariâncias. Exemplos. Definições de grupo, subgrupo e subgrupo invariante. Grupos discretos e contínuos. Homomorfismos e isomorfismos.Representações de grupos. Representação redutível e irredutível. Geradores de grupos contínuos e suas propriedades. Constantes de estrutura. Os grupos SO(2), SO(3) e SU(2). Os grupos de Lorentz e de Poincaré. 2. Análise Complexa - Propriedades Analíticas Revisão de conceitos básicos. Funções complexas e funções de variável complexa. Condições de Cauchy-Riemann e derivação de funções complexas. O teorema do integral de Cauchy. Integrais de contorno. Expansões em série de Laurent e de Taylor de uma função complexa. Continuação analítica. Mapeamento do plano Z no plano W. Exemplos 3. Análise Complexa - Cálculo de Resíduos Pólos, singularidades e pontos de ramificação. Teorema dos resíduos. Cálculo do resíduo de um pólo de ordem n. Valor principal de Cauchy. Cálculo de diversos integrais definidos. 4. Equações Diferenciais Resolução de equações diferenciais pelo método de separação de variáveis, apresentação genérica. Equações diferenciais lineares de primeira ordem; o exemplo de um circuito RLC. Resolução da equação de Helmotz pelo método de separação de variáveis, em coordenadas cartesianas, cilíndricas e esféricas. Singularidades nas equações diferenciais. Resolução de equações diferenciais pelo método de expansão em série. Exemplos: o oscilador harmónico, a equação de Bessel. 5. A função ? de Dirac Apresentação e propriedades. Representações da função ? por sequências de funções. Problemas relativos à interpretação matemática da função ?. Diferentes representações da função ?. 6. Funções de Green Apresentação das funções de Green a partir das equações de Laplace e de Poisson. Interpretação física e propriedades. Utilidade das funções de Green em diverso domínios da Física . 7. Séries de Fourier Apresentação do conceito, relações de ortogonalidade e de plenitude.Desenvolvimento em séries de Fourier de senos e cosenos. Exemplos. Convergência das séries de Fourier; integração e diferenciação. 8. Transformadas de Integrais Transformadas de Fourier e de Laplace.Transformadas de Fourier de senos e cosenos. O integral de Fourier. Teorema de inversão. Aplicações das transformadas de Fourier - resolução de um impulso finito em ondas sinusoidais. Transformadas de Fourier de derivadas. Aplicação na resolução de equações diferenciais. 9. Funções Especiais Funções de Legendre. A função geradora dos polinómios de Legendre, forma explícita destes polinómios e exemplos de aplicação. Relações de recorrência. Propriedades. Fórmula de Rodriguez. Funções associadas de Legendre. Harmónicos esféricos. Propriedades e utilidade. Polinómios de Hermite. Função geradora, relações de recorrência, propriedades e aplicações. Polinómios de Laguerre e funções de Laguerre. Bibliografia geral recomendada Mathemathical Methods for Physicists, G. Arfken and H. J. Weber, Academic Press, New York, 1995.Mathematical Methods of Physics, J. Mathews and R. L. Walker, W. A. Benjamin, Menlo Park, California, 1965. |