Objetivos Gerais:

1 - Compreensão dos conceitos e princípios básicos da descriição da matéria ao nível atómico e subatómico.
2 - Compreensão da inadequação dos conceitos da física clássicos na interpretação de alguns resultados experimentais e a necessidade de uma nova formulação da física.
3 - Aplicação dos conhecimentos adquiridos na resolução de exercícios simples.
4 - Aplicação dos conhecimentos adquiridos na realização de trabalhos laboratoriais de natureza experimental e de natureza computacional.

Conteúdos / Programa:

1 - Introdução à Teoria da Relatividade Restrita. Transformação de Lorentz e transformação de Velocidades. Consequências da Transformação de Lorentz: contração do comprimento e dilatação do tempo. Momento Linear e Energia.
2 - Eletrões, fotões e átomos. A natureza atómica da matéria. Raios catódicos e a medição de Thomson da relação e/m. Milikan e a carga do eletrão. Radiação do corpo negro. Planck e o conceito de quantum de energia. O efeito fotoelétrico. Einstein e o conceito de fotão. Raios X e o efeito Compton. Rutherford e o modelo nuclear do átomo. Espectros atómicos e o modelo de Bohr do átomo de hidrogénio. A experiência de Franck e Hertz. A hipótese de de Broglie e a génese da mecânica ondulatória.
3 - Física Quântica. Ondas e partículas, pacotes de ondas. O princípio de incerteza de Heisenberg. A equação de Schrödinger. Variação temporal dos valores esperados. A equação de Schrödinger independente do tempo e funções próprias da energia. O poço de potencial infinito e finito. Barreira de potencial e efeito de túnel.
4 - Elementos de física do núcleo atómico. Constituição do núcleo. Forças nucleares. Algumas propriedades do núcleo: massa, tamanho e densidade. Energia de ligação nuclear. Estabilidade nuclear. Reações nucleares. Valor Q de uma reacção nuclear. Radioatividade. Desintegração de nuclidos naturalmente radioativos. Decaimentos alfa, beta menos, beta mais, e captura electrónica. Lei de desintegração radioactiva. Atividade de uma substância radioativa. Séries radioativas. Fissão nuclear e Fusão nuclear.

Bibliografia / Fontes de Informação:

R. A. Serway and J. W. Jewett , 2013 , Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics (9th ed.) , Saunders College Pub.
P. A. Tipler and R. Llewellyn , 2008 , Modern Physics (5th ed.) , W. H. Freeman
K. S. Krane , 2019 , Modern Physics (4th ed.) , Wiley
J. Townsend and L. Muller , 2009 , Quantum Physics: A Fundamental Approach to Modern Physics , University Science Books
A. Das and T. Ferbel , 2003 , Introduction to Nuclear and Particle Physics , Singapore: World Scientific
J. J. Brehm and J. W. Mullin , 1989 , Introduction to the Structure of Matter , New York: John Wiley
K. S. Krane , 1988 , Introductory Nuclear Physics , New York: John Wiley

Métodos e Critérios de Avaliação:

Tipo de Classificação: Quantitativa (0-20)

Metodologia de Avaliação:
Nas aulas teóricas será usado o quadro para apresentar os conteúdos programáticos; o vídeo projetor poderá ser usado para apresentar figuras, gráficos e tabelas. Nas aulas teórico-práticas os alunos resolverão problemas das fichas de problemas preparadas pelo docente. Nas aulas de laboratório os alunos realizarão atividades experimentais e computacionais guiadas por protocolos preparados pelo docente. Em conformidade com o Modelo de Avaliação B do Regulamento n.º 821/2022, a avaliação terá duas componentes, uma teórica e outra laboratorial, nas quais os alunos terão de obter pelo menos 9,5 valores em cada uma. A componente teórica consistirá na realização de dois testes, cada um com um peso de 35% na nota final. A componente laboratorial consistirá na avaliação de dois relatórios, um sobre uma atividade experimental, com um peso de 15% na nota final, e outro sobre uma atividade computacional, com um peso de 15% na nota final.