Formação Complementar em Física

Formação Complementar em Física – Curso II

A proposta de criação de um conjunto de cursos breves de Formação Complementar em Física por parte do Departamento de Física da Universidade do Minho prende-se com a crescente procura de formação em Física por parte de licenciados que pretendem ingressar no Mestrado em Ensino de Física e Química, oferecido pelo Instituto de Educação desta Universidade. Essa procura de formação resulta da exigência, para admissão a esse curso C2, de um mínimo de 50 ECTS na área científica da Física, que grande parte dos cursos C1 detidos pelos candidatos não possui nos seus planos curriculares.

Pretende-se que os formandos adquiram conhecimentos essenciais na área da Física que permitam abordar os diferentes conteúdos programáticos desta área nos currículos do ensino Básico e Secundário. Ficarão capazes de os transmitirem e ensinarem de forma eficaz e rigorosa e os aplicarem na resolução dos problemas que são colocados no âmbito dos processos de ensino-aprendizagem em que estarão envolvidos.

Tipo de curso: Curso breve creditado

Nível: Fundamental

Área científica do curso: Física

Número de créditos ECTS necessários à obtenção do diploma: 11

Diploma: Diploma de Aprofundamento em Formação Complementar em Física – Curso II

Duração normal do curso: 15 semanas.

Regime de funcionamento: presencial.

Equipa docente

Objetivos

Conteúdos

Eletricidade e Eletromagnetismo

1. Campo eletrostático no vácuo: Carga elétrica. Condutores e isoladores. Lei de Coulomb. Campo elétrico e linhas de campo elétrico (cargas pontuais, dipolos, distribuição contínua de cargas). Campo elétrico no interior de um condutor (blindagem). Fluxo de um campo elétrico. Lei de Gauss. Aplicações: Aceleradores lineares de partículas carregadas; Impressoras.

2. Potencial elétrico e energia potencial elétrica: Energia potencial elétrica. Potencial elétrico. Diferença de potencial elétrico. Superfícies equipotenciais. Condensadores. Capacidade elétrica. Associações de condensadores. Aplicações: Instrumentação, Bioeletricidade.

3. Campo eletrostático na matéria: Dielétricos, polarização. Aplicações: Armazenamento de carga elétrica.

4. Corrente elétrica estacionária: Densidade e intensidade de corrente elétrica. Força eletromotriz. Resistência e resistividade elétricas. Lei de Ohm. Associações de resistências elétricas. Efeito Joule e Lei de Joule. Leis de Kirchhoff. Circuitos RC. Aplicações: Projetos elétricos; Segurança e efeitos fisiológicos da corrente elétrica.

5. Campo magnético no vácuo: Força magnética em cargas elétricas e em correntes elétricas. Força de Lorentz. Movimentos de cargas em campos magnéticos. Fontes de campo magnético (lei de Biot-Savart, lei de Ampère). Aplicações: Efeito de Hall; Espetrómetros de massa; Ciclotrões e sincrotrões; Reator de fusão nuclear; aceleradores de partículas; LHC.

6. Campo magnético na matéria: Magnetização. Diamagnetismo, Paramagnetismo, Ferromagnetismo. Aplicações: Materiais magnéticos; Armazenamento de informação

7. Indução eletromagnética: Fluxo do campo magnético. Força eletromotriz induzida. Corrente elétrica induzida. Lei de Faraday-Lenz. Autoindução. Indutores. Circuitos RLC. Motores e geradores elétricos. Aplicações: Reprodução do som, Transformadores.

8. Circuitos de corrente alternada: Condensadores e impedância capacitiva. Indutores e impedância indutiva. Circuitos com resistência, indutância e capacitância. Ressonância em circuitos elétricos. Aplicações: Dispositivos semicondutores (transístores, díodos, LED, painéis solares fotovoltaicos).

Tópicos de Astronomia e Cosmologia

- Breve passeio pelo universo observável. Noções de escala distância e tempo.

- Teoria da gravitação. Introdução à Teoria de Relatividade Geral: conceito da curvatura do espaço-tempo, densidade critica e a constante cosmológica.

- A formação e evolução das estrelas: síntese nuclear dos elementos. Supernovas e as estrelas da segunda geração.

- Formação dos sistemas solares. Constituição do nosso sistema solar. Os cometas e a sua origem. A Terra e a lua. Efeito da estufa e uma comparação entre Vénus, a Terra e Marte.

- Procura dos ambientes habitáveis no nosso sistema solar: Marte, Europa, Ganimedes, Calisto e Titã.

- Sistemas de planetas extrassolares e a "zona habitável".

- Paradoxo de Obler. Expansão Hubble.

- O "big bang" e a evolução do universo: os primeiros segundos - energia e matéria; os primeiros três minutos; síntese do Hélio.

- (Re)combinação e o fundo cósmico das micro-ondas. Matéria escura e formação das galáxias.