Mecânica Quântica

Cód.: FIS14146L

6 ECTS

Duração: 15 semanas/156 horas

Área Científica: Física

Língua(s) de lecionação: Português

Língua(s) de apoio tutorial: Português

Regime de Frequência: Presencial

Apresentação

Familiarizar os alunos com a maneira fundamentalmente diferente da Física Clássica com que a Mecânica Quântica descreve e explica o mundo.

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Educação de qualidade - Assegurar a educação inclusiva, e equitativa e de qualidade, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos.

Objetivos de Aprendizagem

O programa destina-se a alunos de Física e Química, para os quais constitui uma das primeiras disciplinas de Física do século XX. Pretende-se que estes adquiram uma compreensão dos fenómenos quânticos e da sua abrangência nas diversas áreas da Física. Um dos objetivos principais é familiarizar os alunos com a maneira fundamentalmente diferente da Física Clássica com que a Mecânica Quântica descreve e explica o mundo. O raciocínio quântico é frequentemente contra-intuitivo e abstrato. A discussão de muitos exemplos concretos e a resolução de problemas pelos alunos é indispensável para a sua aprendizagem. Outro objetivo importante é demonstrar aos alunos como uma grande parte da tecnologia moderna depende crucialmente da aplicação da Mecânica Quântica.

Conteúdos Programáticos

As origens da Física Quântica. Propriedades corpusculares da luz e propriedades ondulatórias da matéria. O conceito da função de onda e a sua interpretação estatística. Estados quânticos e a notação de Dirac. Observáveis e operadores. Postulados da Mecânica Quântica. O princípio de incerteza. O sistema a dois níveis. Resolução da equação de Schrödinger a uma dimensão. O formalismo geral da Mecânica Quântica. A equação de Schrödinger a três dimensões. O momento angular orbital e o spin. Partículas idênticas e estatística quântica. Fenómenos de entrelacimento, o paradoxo EPR, a desigualdade de Bell.

Métodos de Ensino

Aulas expositivas sobre os conteúdos programáticos incluindo a resolução de exercícios. AVALIAÇÃO: duas frequências facultativas ou, alternativamente, exame de época normal. Existência de um exame de recurso acessível a todos os estudantes. A nota da época normal será a média aritmética das duas frequências ou, alternativamente, a nota do exame de época normal. A nota final será a maior entre a nota da época normal e a nota do exame de recurso.

Bibliografia

Griffiths, D.J. & Schroeter, D.F. (2017). Introduction to Quantum Mechanics (3rd ed.). Cambridge, UK: Cambridge University Press.
Shankar, R. (1994). Principles of Quantum Mechanics (2nd ed.). Ney York: Plenum Press.
Feynman, R.P., Leighton, R.B. & Sands, M. (2012). The Feynman lectures on Physics (Volume 3). Pearson.
Ohanian, H. (1990). Principles of Quantum Mechanics. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall