Física 4
Profa. Keli F. Seidel
Ótica e Física moderna
Informações Gerais
Site
https://kelifisica.wordpress.com
Informações sobre:- plano de ensino;- Datas de provas, entrega de APS’s, etc;- Slides de aulas;- Sugestão de vídeos;- Lista de exercícios;- Etc ...
Profa. Keli F. Seidel
Informações Gerais
Email:
Obs.: por e-mail, não tiro dúvidas sobre exercícios, assuntos da disciplina, etc. Para isto vocês podem conversar comigo em horário de PA.
Horários de PA:
*Quinta-feira (M4 e M5 – 10h20 e 11h10);
*Sexta-feira (M4 – 10h20);
Qualquer mudança em meu horário de PA, será atualizada em minha página.
Profa. Keli F. Seidel
Informações Gerais Bibliografia:
Principal: HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos
de Física. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, c2009. 4 v. (v.4); Obs.: Utilizo mais o Halliday “Fundamentos de Física” mas
eventualmente utilizarei também o Halliday “Física”, ed 5.
Auxiliar: TIPLER, Paul Allen; LLEWELLYN, Ralph A. Física moderna. 3.ed. Rio de Janeiro, RJ:
LTC, 2001. 515 p; SEARS, Francis Weston; ZEMANSKY, Mark Waldo; YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN,
Roger A.Física.10. ed. São Paulo, SP: Pearson Addison-Wesley, 2003-2004. 4 v. (v.4); SERWAY, Raymond A.; JEWETT, John W. Princípios de física. São Paulo, SP: Pioneira
Thomson Learning, c2004-c2005. 4 v. (v.4);
Profa. Keli F. Seidel
Informações Gerais
Data Atividade
22/09/16 Primeira avaliação escrita (P1)
27/10/16 Segunda avaliação escrita (P2)
25/11/16 Terceira avaliação escrita (P3)
02/12/16 Avaliação substitutiva (P_sub)* / (=reavaliação)
08/12/16 Segunda-chamada
entrega a definir. As APS's serão definidas durante o semestre.
Profa. Keli F. Seidel
Informações Gerais*Obs.: a avaliação substitutiva é referente à todo o conteúdo do semestre (P1, P2 e P3);Avaliação substitutiva = reavaliação;*A avaliação substitutiva “substitui” a menor dentre as notas da P1, P2 ou P3;*A avaliação substitutiva NÃO SUBSTITUI a nota de uma avaliação não realizada;*A avaliação substitutiva não tem segundachamada.
______________________________________________**nota final = (P1+P2+P3)/3
Profa. Keli F. Seidel
Atividades Extras
1) Atividades extrasAPS – serão lançadas ao longo do semestre algumas atividades. Essas
atividades são passadas em sala de aula e deixadas também em minha página pessoal;
A(s) APS(s) deve(m) ser entregue até o dia estabelecido pela Profa. Em hipótese alguma será aceito a entrega de APS após a data préestabelecida;
Listas de exercícios como sugestão de estudo; São apenas para o aluno estudar e tirar suas dúvidas, mas não devem ser
entregues à Profa.;
Profa. Keli F. Seidel
Assuntos de Física 4
Ondas Eletromagnéticas; Ótica
Ótica Geométrica;Ótica física;
Difração;Interferência;Polarização;
…….
Profa. Keli F. Seidel
Assuntos de Física 4 Ondas Eletromagnéticas;
Profa. Keli F. Seidel
Assuntos de Física 4 Ótica;
Profa. Keli F. Seidel
Assuntos de Física 4
Relatividade (restrita); Física moderna (Física quântica “antiga”)
Fótons e ondas de matéria;Átomos;Condução e eletricidade em sólidos;Física nuclear;Energia nuclear;Extra: Partículas elementares e Big Bang;
Profa. Keli F. Seidel
Assuntos de Física 4Relatividade (restrita);Fótons e ondas de matéria;
Profa. Keli F. Seidel
A equação todos conhecem, Mas, quem sabe o que ela
nos traz de informação?
Assuntos de Física 4Átomos;Condução e eletricidade em sólidos (*próximo slide);Física nuclear;Energia nuclear;
Profa. Keli F. Seidel
Assuntos de Física 4*Física (dispositivos) do Estado Sólido (após compreender as
propriedades do semicondutor → Onde é possível usá-lo?)
Profa. Keli F. Seidel
http://cleantechnica.com/2012/05/07/u-of-basel-uses-zinc-to-create-low-cost-solar-cells/
Nível atômico → Estado sólido →
Aplicações →
Assuntos de Física 4Partículas elementares e Big Bang (fora da ementa –
Assunto extra);
Profa. Keli F. Seidel
Relembrando ...
Profa. Keli F. Seidel
Equações de Maxwell
Ref. Halliday – Volume3
Profa. Keli F. Seidel
Um pouco de história....Por muitos anos as teorias sobre eletricidade e magnetismo
andaram separadas;
Teoria de campos elétricos:
Lei de Coulomb (~1783) e Lei de Gauss
Profa. Keli F. Seidel
Um pouco de história....Por muitos anos as teorias sobre eletricidade e magnetismo
andaram separadas;
Teoria de campos magnéticos
Lei de Biot-Savart e Lei de Ampère (1826)
Profa. Keli F. Seidel
Jean-Baptiste Biot Felix Savart
Um pouco de história....Lei de Faraday (~1831) campo magnético variável induz um campo
elétrico!!!
A partir da Lei de Faraday os conceitos sobre campos elétrico e magnético começaram a caminhar juntos ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
Profa. Keli F. Seidel
Michael Faraday
Análise de simetria da natureza ...... Estudos da época mostravam que o campo magnético poderia ser gerado por Corrente (Lei de Àmpere) e, mais tarde mostrado que poderia ser também devido ao Campo elétrico variável (sendo a segunda opção a contribuição de Maxwell);
Um pouco de história....Situação: análise de campo elétrico e magnético no espaço onde não
estão presentes cargas ou correntes;
Escolhendo um caminho fechado qualquer nesta região, e aplicando a Lei de Faraday e de Ampère a esta situação, temos:
Profa. Keli F. Seidel
Perceba que neste caso não há simetria das equações!!!
Um pouco de história....James Clerk Maxwell
Profa. Keli F. Seidel
Seria possível um campo elétrico variável estabelecer um campo magnético???
Um pouco de história....J. C. Maxwell percebeu que:
Maxwell propôs uma correção - Corrente de Deslocamento
Objetivo de Maxwell (1865) Escrever o menor número
possível de equações e leis capazes de descrever
todos os comportamentos possíveis em eletromagnetismo;
Profa. Keli F. Seidel
Estas Leis são válidas para todos os casos, exceto a Lei de Ampère, que não se aplica à correntes descontínuas (ex.: um capacitor carregando ou descarregando)
Um pouco de história...Importante lembrar que ...
“Não existe uma única equação que derive as equações de Maxwell. Estas foram formuladas separadamente”
As Equações de Maxwell relacionam os vetores campo elétrico e campo magnético à suas fontes que podem ser cargas elétricas, correntes variáveis ou campos variáveis;
Profa. Keli F. Seidel
“Não é exagero dizer que toda a moderna área das comunicações vem diretamente da descoberta de Maxwell!!!
Lei de Gauss da Eletricidade
Relaciona o campo elétrico à carga que o produz
Lei de Gauss do Magnetismo Relaciona o fluxo de campo magnético às cargas
magnéticas (dipolo magnético) envolvidas. Linhas de campo são fechadas – inexistência de monopolos magnéticos
Lei de Faraday
Campo magnético variável produz campo elétrico induzido
Lei de Ampère-Maxwell Relaciona o campo magnético à duas fontes:
correntes elétricas e campos elétricos variáveis;
Profa. Dra. Keli F. Seidel
As Equações de Maxwell (na forma integral)
As Equações de Maxwell na forma diferencial
Lei de Gauss da Eletricidade
Lei de Gauss do Magnetismo
Lei de Faraday
Lei de Ampère-Maxwell
Profa. Dra. Keli F. Seidel
As Equações de Maxwell
Profa. Dra. Keli F. Seidel
Conclusões-Por fim, estas quatro equações são capazes de descrever qualquer fenômeno da Teoria Eletromagnética;(obs.: não necessariamente estas podem ser as equações mais simples para descrever tais fenômenos. Dependendo do caráter a ser descrito, outras teorias/modelos podem ser utilizadas como veremos mais a frente (difração, interferência, polarização, etc));
- Não é possível separar campos elétricos e magnéticos de uma onda eletromagnética (análise no ar ou vácuo);
Espectro eletromagnético (as bordas não tem limites)Nosso estudo iniciará com as ondas eletromagnéticas
Bibliografia
• HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, c2009 vol 3 e 4;
• SEARS, Francis Weston; ZEMANSKY, Mark Waldo; YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. 12. ed. São Paulo, SP: Pearson Addison Wesley, c2008-2009 vol 4;
• YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A., FISICA IV - ÓTICA E FÍSICA MODERNA, 12a ed. São Paulo, Addison Wesley, 2008;
Profa. Dra. Keli F. Seidel
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