Relatório Escola de Verão de Física 2009 -...

Departamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências Universidade do Porto

Departamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

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Escola de Verão de Física 5.ª Edição, 2009

-‐ Relatório Final -‐ Helder Crespo

Janeiro de 2010

DFA/FCUP Escola de Física 2009

-‐ Relatório final -‐

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Objectivos e coordenação A quinta edição da Escola de Verão de Física decorreu entre os dias 30 de Agosto e 5 de Setembro de 2009 no Departamento de Física (DF) da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, de acordo com o modelo descrito em detalhe na memória descritiva, e utilizando muito do trabalho desenvolvido por Miguel Costa, João Lopes e Florbela Martins nas edições anteriores da Escola. Os conteúdos e resultados de todas as edições estão documentados em detalhe no sítio: http://e-‐fisica.fc.up.pt. Os grandes objectivos da quinta edição da escola foram os seguintes:

Tal como em todas as edições anteriores da Escola, a direcção do Departamento de Física apostou fortemente na realização desta edição. A Comissão de Coordenação da Escola, nomeada pela direcção do DF, é constituída por Carla Rosa, Miguel Costa, David Schmool e Helder Crespo. A quinta edição foi organizada por João Lopes, Florbela Martins e Helder Crespo, e contou com o apoio indispensável dos vários centros de investigação (equipamento, laboratórios, disponibilização de alunos de doutoramento e apoio financeiro) e das oficinas do DF (na pessoa do Francisco Carpinteiro), sem os quais a realização da Escola não teria sido possível.

Divulgação

Participantes

A divulgação da 5.ª edição da Escola foi feita através do portal internet da escola (http://e-‐fisica.fc.up.pt), pelo programa Universidade Júnior da Universidade do Porto, e pelo envio de cartas e cartazes às escolas e professores das regiões Norte e Centro do País, os quais continuam a ter um impacto considerável na promoção da Escola de Física (ver Figura 1). Foram também efectuados contactos directos com professores e outros profissionais ligados ao ensino nos PALOP e na Galiza. O sítio web da Escola foi inteiramente renovado e modernizado por forma a tirar o máximo proveito da variedade de conteúdos produzidos ao longo dos últimos quatro anos, permitindo uma consulta rápida e intuitiva de toda a informação associada à Escola. Através do sítio, os alunos puderam também candidatar-‐se online.

Media

A escola foi também anunciada através de press-‐releases emitidos pelos canais de comunicação da UP (Gabinete de Comunicação da Reitoria da UP e Gabinete de Imagem e Relações com o Exterior da FCUP). A imprensa e a televisão estiveram presentes nesta edição da Escola, com notícias publicadas no Jornal de Notícias e no Ciência Hoje, e uma reportagem com entrevistas a organizadores, monitores e alunos emitida pelo Porto Canal.

Melhorar o enquadramento dos 100 alunos parlcipantes, nomeadamente pela introdução de novos projectos cienmficos com vista a aumentar o leque de temas disponíveis e a reduzir o número de alunos por grupo;

Assegurar a realização da sessão especial, mantendo o espaço de reflexão e debate sobre questões sociais que foi introduzido com sucesso na edição anterior da escola;

Consolidar o grau de internacionalização da Escola através do reforço da parlcipação de alunos dos PALOP e de escolas da vizinha Galiza.



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Figura 1 – Impacto das vários canais de divulgação da Escola de Verão e da Física junto dos participantes

As escolas e os seus professores continuam a ter um papel preponderante na divulgação da Escola de Verão de Física, como o demonstram os inquéritos efectuados aos alunos participantes.

Tomei conhecimento da EVF através de:

Conheci a área da Física através de:

Sociedade

Foram convidados a visitar a escola: • Representantes das entidades patrocinadoras; • S. Exa. o Presidente da República;

A escola teve a visita de:

• Manuela Melo, vice-‐presidente do grupo parlamentar do PS; • José Salcedo, fundador e presidente da Multiwave Photonics; • Céline Bodin e Christelle Spettel, duas profissionais de divulgação e promoção científica da Universidade de Estrasburgo

(http://science-‐ouverte.u-‐strasbg.fr/), visitaram também a Escola, tendo conversado com vários alunos e manifestado o seu agrado pela diversidade e qualidade dos projectos, e também pelo grau de motivação e nível intelectual dos alunos;

• Fernando Nobre, fundador e Presidente da AMI; • Exmo. Sr. Reitor da Universidade do Porto.



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Participantes na Escola Os grandes objectivos de consolidação da Escola, tanto na manutenção do número de alunos como no reforço da sua internacionalização, foram atingidos. De um total de 95 participantes, contam-‐se 8 alunos da Galiza e 4 alunos dos PALOP: Angola, Moçambique, São Tomé e Príncipe e Cabo Verde. Em resposta a um inquérito realizado no final da Escola, os participantes auto-‐avaliaram-‐se como sendo maioritariamente alunos de bom nível e interessados, o que se reflecte nas respectivas classificações em Física e Matemática (ver Figura 2). Estas duas características foram comprovadas diariamente no decorrer da Escola pela participação activa e capacidade de resposta que os jovens demonstraram quando solicitados para novos desafios, tanto na realização dos projectos científicos como na interacção com os formadores dos mini-‐cursos.

Figura 2 – Histograma das classificações dos alunos participantes nas disciplinas de Física e Matemática do Ensino Secundário



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A Escola A Escola seguiu o modelo das edições anteriores, com as seguintes actividades nucleares diárias:

• mini-‐cursos; • palestras; • projecto; • visitas aos laboratórios de investigação.

Para além destas, a Escola contemplou também:

• sessão especial: conversa com o Dr. Fernando Nobre, presidente da AMI; • 2 sessões para apresentação pública dos trabalhos realizados pelos alunos.

Foram ainda introduzidas as seguintes actividades novas1:

• sessão especial no Planetário do Porto; • passeio lúdico pela cidade do Porto (sem prejuízo do modelo de trabalho e de rigor que tem caracterizado a Escola

desde o seu início, mas tendo em consideração que muitos dos participantes não conhecem e/ou nunca visitaram o Porto).

Tabela 1 -‐ Programa da 5.ª Edição da Escola de Verão de Física

1 A duração desta 5.ª edição da Escola foi aumentada de um dia relativamente às edições anteriores por forma a abranger adequadamente todas as actividades em curso.



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Mini-‐cursos A Escola proporcionou dois mini-‐cursos avançados aos seus participantes. O curso de Relatividade foi apresentado por Pedro Gil Vieira (Perimeter Institute, Canadá). Baseando-‐se na sua experiência nas quatro edições anteriores, o curso teve uma duração total de 4 horas. Tal como na edição anterior da Escola, as quatro aulas do curso foram gravadas em vídeo digital para posterior divulgação em streaming via internet. O curso de introdução à Mecânica Quântica e Nanotecnologias teve a duração total de 3 horas, e foi apresentado por João Penedones (University of California at Santa Barbara, EUA e Centro de Física do Porto), tendo também sido gravado em vídeo. Ambos os cursos foram mais uma vez acolhidos com grande entusiasmo.

Figura 3 – Resultados do inquérito ao mini-‐curso de Relatividade

Forma como o tema foi tratado:

Conceitos dados no curso:

Apreciação global:



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Figura 4 – Resultados do inquérito ao mini-‐curso de Mecânica Quântica

Forma como o tema foi tratado:

Conceitos dados no curso:

Apreciação global:

Da análise dos inquéritos, conclui-‐se que os alunos valorizam fortemente a oportunidade de aprendizagem de novos conceitos que se estendem para além dos programas oficiais de Física do ensino secundário.



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Palestras A 5.ª edição da Escola contou com três palestras:

• “Nanotecnologias”, João Pedro Araújo (IFIMUP e Departamento de Física da FCUP); • “A Física do Grafeno: uma perspectiva na primeira pessoa”, Nuno Peres (Departamento de Física, Universidade do

Minho); • “Um Físico na Indústria Química”, André Guerin (BASF, Alemanha).

Figura 5 – Apreciação das palestras por parte dos participantes

Nível da palestra

Palestra favorita Nanotecnologias A Física do Grafeno Um Físico na Indústria Química

Visitas aos Centros de Investigação do DF Estas visitas têm como principais objectivos:

• mostrar aos alunos o ambiente e actividades de investigação em curso, com particular destaque para os laboratórios; • divulgar as várias áreas de investigação do DF, nomeadamente aquelas a que os alunos não têm acesso no ensino

secundário; • promover o contacto directo e a interacção entre investigadores e alunos.



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Nesta edição foram realizadas 6 visitas, resumidas na tabela seguinte.

Tabela 2 – Visitas aos Centros de Investigação

Visita Responsável Descrição

CFP Miguel Costa / J. Lopes dos Santos Piso 3, Centro de Física do Porto

INESC1 J. L. Santos / José M. Baptista Piso 3, laboratórios de óptica do INESC

INESC2 Orlando Frazão / Paulo Marques Piso -‐1, sala limpa do INESC

FEMTO Helder Crespo Piso -‐2, laboratório de lasers ultra-‐curtos (femtolab)

IFIMUP1 Joaquim Agostinho Moreira Piso -‐1, laboratório de Raman do IFIMUP

IFIMUP2 João Ventura Piso -‐1, laboratório de filmes finos do IFIMUP Tal como indicado no programa, e dado o número de alunos a coordenar, as visitas aos Centros foram alternadas com as sessões especiais do planetário do Porto.

Projectos Este ano decorreram 19 projectos em simultâneo (o maior número de sempre), todos eles da responsabilidade do DF e dos seus colaboradores directos, donde se salientam 4 projectos totalmente novos, apoiados em técnicas e equipamento avançados (nano-‐fabricação, microscopia electrónica, lasers, entre outros), nomeadamente:

• matrizes hexagonais de nanofios para gravação magnética; • produção de nanopartículas para aplicações em medicina; • estudo de um laser pulsado compacto de alta potência; • construção de um scanner tridimensional.

Vários projectos foram ainda substancialmente melhorados ou corrigidos: foi construído nas oficinas do DF um pêndulo duplo caótico como complemento experimental ao trabalho de caos, e adquiriu-‐se uma nova pastilha supercondutora para o trabalho de supercondutividade, entre outros. Destacamos ainda o empenho de todos os monitores e organizadores que estiveram presentes no DF durante a semana que antecedeu o início da Escola, sem esquecer aqueles que vieram especialmente do Estrangeiro (EUA, Espanha, França e Suécia) para dar o seu contributo. Uma das sessões de apresentações finais contou com a presença e apoio do Exmo. Sr. Reitor da UP, Prof. Marques dos Santos, que assistiu pessoalmente a várias apresentações e enalteceu a elevada qualidade da Escola, agradecendo em particular a todos os monitores que fazem da Escola uma actividade de grande importância no panorama da UP e do país.



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Tabela 3 – Lista de projectos científicos

N.º Monitor Proponente/responsável Centro Projecto Obs.

1 Miguel Zilhão João Lopes dos Santos CFP Cálculo de órbitas de sondas 2 João Vieira Gomes Maria Augusta Santos CFP Econofísica: análise do mercado financeiro 3 Francisco Silva João Lopes dos Santos CFP Movimento Browniano 4 Tiago Dinis Jorge Freitas CFP Ordem e caos 5 Jaime Viegas Helder Crespo IFIMUP Holografia e ondas de luz 6 Marcus Dahlem Helder Crespo IFIMUP Interferometria holográfica: uma régua de luz

7 Hugo Silva J. Agostinho Moreira IFIMUP Produção e utilização de hidrogénio em células de combustível

8 Eduardo Castro David Schmool IFIMUP Supercondutividade

9 José Teixeira David Schmool IFIMUP Técnicas magneto-‐ópticas aplicadas ao estudo de filmes finos e válvulas de spin

10 Diana Leitão David Schmool IFIMUP Matrizes hexagonais de nanofios para gravação magnética perpendicular

Novo

11 Miguel Miranda Helder Crespo IFIMUP Construção de um laser pulsado de Nd:YAG Novo 12 João Coelho J. Agostinho Moreira IFIMUP Nanopartículas para Medicina Novo

13 Filipe Magalhães Filipe Magalhães INESC Sistema de Varrimento Laser para Caracterização Tridimensional de Objectos

Novo

14 André Espinha Abílio Almeida IFIMUP Ferroelectricidade: construção de um detector de radiação

15 Carlos Gouveia Carla Carmelo Rosa INESC Leitor de código de barras 16 Diana Viegas Joel Carvalho INESC Sensor de temperatura usando redes de Bragg

17 Susana Silva Pedro Jorge INESC Medição da temperatura por métodos de luminiscência

18 Joel Carvalho Joel Carvalho INESC Sensores de gás para aplicações ambientais

19 Isabel Tavares Pedro Jorge INESC Nanopartículas fluorescentes para sensores de imagem médica



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Figura 6 – Inquérito aos projectos (resultados globais)

Preparação e condução do projecto pelo monitor

Considero o projecto Grau de dificuldade Interesse Objectivos atingidos?

Sessão especial – Conversa com o Dr. Fernando Nobre Na quinta edição, a Escola convidou o Dr. Fernando Nobre, fundador e presidente da AMI, para um debate com os alunos sobre questões sociais. Este evento foi muito bem aceite e participado pelos alunos, que fizeram diversas perguntas. Antes da sessão, o Dr. Fernando Nobre visitou alguns dos projectos científicos que decorriam nos laboratórios, onde questionou os participantes e os monitores sobre as actividades e objectivos científicos. Tal como as mini-‐cursos e as palestras, este evento foi gravado em vídeo digital para ser disponibilizado em streaming (ver http://e-‐fisica.fc.up.pt).

Financiamento A participação na Escola pressupõe o pagamento de uma propina no valor de xx Euros, salvo em casos pontuais em que foi concedida isenção de propina ao aluno. O financiamento da quinta edição da Escola foi formado por verbas provenientes de:2

• Programa Ciência Viva / 2010: 11000 Euros; • Fundação Portugal África: 1500 Euros; • Reitoria da UP: 1500 Euros; • CFP: 1500 Euros; • IFIMUP: 1500 Euros; • INESC: 4000 Euros; • Propinas (81 alunos): 4860 Euros.

2 Nesta edição houve um apoio financeiro significativo por parte dos grupos de investigação do DF (CFP, IFIMUP e INESC), motivado em grande parte pela necessidade de suprir a falta de apoio da Fundação Calouste Gulbenkian.



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Conclusões Foram atingidos os objectivos de consolidação da Escola de Verão de Física da UP no que toca ao enquadramento do actual número de alunos participantes e também à internacionalização da Escola. Tal como em edições anteriores, verifica-‐se que a Escola continua a atrair um grande número de alunos motivados e aplicados. Neste contexto foi muito importante a introdução de novos projectos científicos e o sucesso na captação de financiamento junto de várias entidades, sem o qual a Escola não teria sido possível. Tanto a imagem do DF como da UP, transmitidas através da Escola, são bastante positivas para os participantes. Alguns colocam a possibilidade do seu futuro passar por um dos cursos oferecidos pela UP. Esta tendência é confirmada pelo já significativo número de alunos que nos últimos anos têm entrado nos cursos do DF após frequentarem a Escola de Verão de Física. Por outro lado, a percepção da Física melhorou para os participantes, o que salienta a importância da Escola como meio de divulgação de Ciência e Tecnologia.

A minha visão da Física após a Escola

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