Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro de Ciências Exatas e Tecnologia

Faculdade de Matemática, Física e Tecnologia

PPLLAANNOO DDEE EENNSSIINNOO DDEE DDIISSCCIIPPLLIINNAA

FFÍÍSSIICCAA MMÉÉDDIICCAA EE//OOUU LLIICCEENNCCIIAATTUURRAA EEMM FFÍÍSSIICCAA

22001100

DDIISSCCIIPPLLIINNAA :: LLAABBOORRAATTÓÓRRIIOO DDEE EESSTTRRUUTTUURRAA DDAA MMAATTÉÉRRIIAA 22 CCÓÓDDIIGGOO :: 10869 SSÉÉRRIIEE :: 33ºº AANNOO

CCAARRGGAA HHOORRÁÁRRIIAA SSEEMMAANNAALL :: 0033 HHOORRAASS PPEERRÍÍOODDOO:: 66ºº

CCAARRGGAA HHOORRÁÁRRIIAA SSEEMMEESSTTRRAALL:: 5544 HHOORRAASS SSEEMMEESSTTRREE:: 22ºº

CCOOOORRDDEENNAADDOORR ((AA)) MMAARRIISSAA AALLMMEEIIDDAA CCAAVVAALLCCAANNTTEE PPRROOFFEESSSSOORREESS:: MMAARRIISSAA AALLMMEEIIDDAA CCAAVVAALLCCAANNTTEE

OBJETIVOS Gerais

Fornecer subsídios para que os alunos possam:

Compreender os experimentos e teorias físicas fundamentais, desde o final do

século XIX até quase a metade do século XX, que conduziram a uma visão

mais complexa e satisfatória da natureza da radiação eletromagnética e da

estrutura atômica da matéria;

Desenvolver a capacidade critica de observação de processos físicos e sua

interligação com o desenvolvimento tecnológico atual.

Reconhecer que a Física é uma ciência em constante evolução, num processo

orgânico para o qual é sempre possível contribuir.

Específicos

Fornecer subsídios para que os alunos possam, dentro de uma perspectiva histórica e

contextualizada:

Identificar através de processos experimentais o confronto entre os conceitos da

Física Clássica e as grandes descobertas da Física do século XX;

Interpretar a teoria quântica da matéria e da radiação, identificando a dualidade

como propriedade inerente da natureza.

Compreender os fenômenos físicos relacionados à estrutura microscópica dos

átomos e desenvolver experimentos que contribuíram para formar a idéia atual de

átomo.

Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro de Ciências Exatas e Tecnologia

Faculdade de Matemática, Física e Tecnologia

PPRROOCCEEDDIIMMEENNTTOOSS DDEE EENNSSIINNOO Cada aula consistirá da combinação adequada de:

Aulas expositivas, visando apresentação do problema que será abordado e

fornecendo os requisitos teóricos necessários para o seu entendimento.

Discussões em grupo e estudo de textos e bibliografia em sala e fora dela.

Resolução de questionários de aplicação.

Utilização/indicação de vídeos relativos ao assunto em desenvolvimento.

Elaboração de pequenos projetos ou seminários para o desenvolvimento em

grupo ou individual, quando houver possibilidade. Os resultados obtidos devem

ser apresentados na Semana Acadêmica prevista para o mês de outubro.

Experimentos em Laboratório real. O aluno efetua medidas e observações

qualitativas, permitindo-lhe vivenciar uma série de fenômenos importantes para a

compreensão dos conceitos desenvolvidos na Física Moderna.

Acompanhamento à distancia utilizando recursos disponíveis no Blog da

disciplina http://labempucsp.blogspot.com/

Experimentos em laboratórios virtuais, através de softwares de simulação e

recursos de multimídia desenvolvidos pelo GoPEF (Grupo de Pesquisa da

PUC/SP). Os softwares de simulação e material multimídia são elementos

adicionais que permitem uma maior compreensão dos fenômenos físicos.

Simulação de Experimentos em Java, disponíveis em sites específicos da

Internet. (aulas desenvolvidas nos laboratórios de computação do CCET da

PUC/SP).

Elaboração de relatórios dos experimentos virtuais e/ou reais realizados. Toda a

análise dos resultados obtidos em laboratório será efetuada com auxílio de

softwares aplicativos, tais como: Lotus, Excel, Graphical Analysis,DataStudio da

Pasco, etc. O aluno receberá através do professor toda a orientação necessária

para a utilização destes aplicativos em laboratório.

IINNSSTTRRUUMMEENNTTOO EE CCRRIITTÉÉRRIIOO DDEE AAVVAALLIIAAÇÇÃÃOO

Atividades teóricas e/ou experimentais realizadas em sala de aula e à

distância através do Teleduc

Provas escritas P1, P2 e PS

Relatórios dos experimentos realizados

Acompanhamento individual durante as aulas, envolvimento do aluno na

realização das atividades propostas.

Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro de Ciências Exatas e Tecnologia

Faculdade de Matemática, Física e Tecnologia

A nota de atividade para o Laboratório é constituída de:

Atividades Ei , que correspondem a exercícios que devem ser resolvidas em sala de

aula e que abordam o tema desenvolvido nas aulas expositivas (em grupo com no

máximo 3 alunos)

Atividades Ri, que correspondem a sumario dos relatórios, contendo os dados obtidos,

cálculos, gráficos que devem ser resolvidos em sala de aula e entregues no dia em que

o experimento foi desenvolvido (em grupos com no máximo 3 alunos).

Atividades I.i, que correspondem a relatórios detalhados. Esta atividade deve ser

desenvolvida individualmente e entregue na data estabelecida no cronograma. Este

relatório deve apresentar introdução teórica, descrição detalhada do material utilizado e

esquema da montagem, procedimento detalhado, dados obtidos, gráficos e conclusão

analisando os resultados obtidos. Desse modo, temos:

Média de atividade A = Média aritmética das atividades Ei, Ri e I.i desenvolvidas

no Semestre.

Média: 1 2

5,03

P P AM

onde, P1 e P2 são as notas atribuidas as provas P1,

P2. e A é a média das atividades. A Prova PS é uma prova substitutiva e poderá

substituir quaisquer uma das duas notas de prova.

RREECCUURRSSOOSS NNEECCEESSSSÁÁRRIIOOSS Equipamentos específicos associados a cada experimento em laboratório.

Laboratório de informática com computadores ligados em rede e Internet.

Cmputadores ligados em rede para acesso ao blog

http://labempucsp.blogspot.com/. Neste blog, estará disponível o material escrito

necessário ao desenvolvimento do curso e softwares de simulação a serem

utilizados.

Laboratório disponível fora do horário de aula para o desenvolvimento de

projetos.

Auxílio da Oficina dos laboratórios do CCET da PUC/SP para realização de

projetos.

Pequenas verbas, da coordenação dos laboratórios, para a compra de materiais

de pequeno porte para desenvolvimento de projetos.

Acervo da biblioteca.

Projetor multimídia ou retroprojetor para apresentações dos tópicos e

demonstração de softwares.

Auxílio da Oficina dos laboratórios da PUC/SP para realização de projetos

Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro de Ciências Exatas e Tecnologia

Faculdade de Matemática, Física e Tecnologia

EEMMEENNTTAA Espectro do hidrogênio.

Experiência de Franck- Hertz.

Descarga Elétrica em Gases

Difração de elétrons.

Spin do elétron

CCOONNTTEEÚÚDDOO PPRROOGGRRAAMMÁÁTTIICCOO

1. Teoria de Bohr para átomos de hidrogenóides.

2. Séries observadas para o átomo de hidrogênio.

3. Interpretação das séries utilizando o modelo de Bohr para o átomo de

hidrogênio.

4. Verificação experimental da Série de Balmer

5. Determinação experimental da constante de Rydberg para o Hidrogênio

5.1 Utilizando método de projeção com rede de difração

5.2 Utilizando método do espectroscópio de rede de difração

5.3 Utilizando método do espectroscópio de prisma (efetuando curva

de calibração do espectroscópio, desenvolver planilha em Excel para a

análise);

6. Definição de Potencial Mínimo de ressonância.

7. Determinação experimental do potencial mínimo de ressonância do Hg.

8. Estudo dos fenômenos de condutividade dos gases a baixa pressão em uma

ampola de Geissler; observação experimental.

9. Hipótese de De Broglie, comportamento dual da matéria

10. Princípio da complementaridade de Niels Bohr.

11.Difração de elétrons: experiência de Davison-Germer

12.Difração de elétrons por feixe transmitido, experimento de G.P Thomson

13.Simulação Computacional do experimento de G.P Thomson; software

desenvolvido pelo GoPEF/PUC-SP

14. Spin do elétron

BBIIBBLLIIOOGGRRAAFFIIAA

Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro de Ciências Exatas e Tecnologia

Faculdade de Matemática, Física e Tecnologia

CARUSO, F. & OGURI, V., Física Moderna: Origens Clássicas e Fundamentos

Quânticos, Elsevier, RJ, 2006.

EISBERG, R. M. & RESNICK, R., Física Quântica, Ed. Campus Ltda, RJ, 1994.

BEISER, A., Concepts of Modern Physics, McGraw-Hill, Inc., 5a. ed., New York,

1995.

BROGUEIRA P; PEÑA T; NORONHA A.; PIMENTA M.; DEUS J.D, Introdução à

Física, Ed.McGraw-Hill de Portugal, 2a. ed., 2000

Complementar

CAVALCANTE, M.A. & TAVOLARO,C.R.C Física Moderna Experimental, 2ª

edição, Editora Manole, Barueri, São Paulo, 2007

CHESMAN, C., ANDRÉ, C., MACÊDO, A., Física Moderna Experimental e

Aplicada, 2a. ed., Ed. Livraria da Física, São Paulo, SP, 2004.

OLIVEIRA,I. S; Física Moderna para iniciados, interessados e aficionados, V.,

Editora Livraria da Física, São Paulo, SP, 2005R

RICHTMYER, F.K., KENNARD, E.H. & COOPER, J., Introduction to Modern

Physics, 6th Ed., McGraw-Hill, Inc., New York, 1969.

BORN, M., Física Atômica, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 4a.

ed., 1986.

GIBERT, A., Origens Históricas da Física Moderna, Fundação Calouste

Gulbenkian, Lisboa, 1982.

JOHNS, H. E. & CUNNIGHAM, J. R., The Physics of Radiology, Charles

C. Thomas Publisher, Illinois, 1983.

KRANE, K. S., Modern Physics, John Wiley & Sons, 2nd. Ed., New York,

1996.

SERWAY, R.A., MOSES, C.J., MOYER, C.A., Modern Physics, Saunders

College Publ., 2nd. Ed., USA, 1997.

GUINIER, A, A Estrutura da Matéria. Do céu azul ao material Plástico -

EDUSP - 1996.

KAPLAN, I., Física Nuclear, Ed. Guanabara Dois S.A., 2a. ed., RJ, 1978.

WEHR, M.R. & RICHARD, J.A. , Física do Átomo, Ao Livro Técnico S.A.,

RJ, 1965.

WHITE, H. E., Introduction to Atomic Spectra, McGraw-Hill B. C., Inc.,

USA, 1934.

CHPOLSKI, E., Physique Atomique, Ed. MIR de Moscou, vol. 1, 1977.

Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro de Ciências Exatas e Tecnologia

Faculdade de Matemática, Física e Tecnologia

ACOSTA, V., COWAN, C. & GRAHAM, B.J., Curso de Física Moderna,

Ed. Harla, México, 1975.

SEMAT, H., Introduction to Atomic and Nuclear Physics, Farrar &

Rinehart, Inc., NY, 1954.

HOAG, J.B. & KORFF, S.A., Electron and Nuclear Physics, D. Van Nostrand

Company, Inc., 3d. ed., NY, 1948.

FEYNMAN,R.P., LEIGHTON,R.B. & SANDS,M., The Feynman Lectures on

Physics, Addison-Wesley, CA, 1989.

Artigos de divulgação cientifica (entre outros):

FERREIRA A A; LOURENÇO M.F; BAGNATO,V.S. “Espalhamento: observando o desconhecido indiretamente”. Revista Brasileira de Ensino de Física. Vol 21. N.o 1, pp 122 a 126, 1999.

CAVALCANTE M A; PIFFER A E NAKAMURA P. “O uso da internet na compreensão de temas de Física Moderna para o Ensino Médio” . Revista Brasileira de Ensino de Física. Vol 23. N.o 1, pp 108 a 112, 2001.

TERINI, R. A., CAVALCANTE, M. A., PAES, C. E. B., S. VICENTE, V. E. J., “Utilização de Métodos Computacionais no Ensino: a Experiência de Geiger e Marsden do Espalhamento de Partículas Alfa”, Caderno Catarinense de Ensino de Física, vol. 11, No.1, p. 33-42, 1994.

Periódicos (entre outros):

Physics Today e Scientific American – Recentes desenvolvimentos da Física Quântica.

Revista Brasileira de Ensino de Física – Recentes desenvolvimentos no ensino de Física Moderna

Sites na Internet:

http://labempucsp.blogspot.com/ Blog da disciplina em que disponibilizamos material didatico , tais como resumos teoricos apresentação das aulas, roteiros, simulações, links para videos, etc http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum - material teórico em bom

nível e ilustrado.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm : Esta página possibilita baixar os arquivos que contêm as simulações em java utilizadas nas atividades desenvolvidas no laboratório.

http://plc.cwru.edu/tutorial/enhanced/lab/lab.htm : simulações em java sobre experimentos de óptica física.

http://cref.if.ufrgs.br/ Centro de Referência para o Ensino de Física da UFRGS – pode-se realizar alguns experimentos de Física Moderna Remotamente.

Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro de Ciências Exatas e Tecnologia

Faculdade de Matemática, Física e Tecnologia

CCRROONNOOGGRRAAMMAA Semana 4ª feira Tópicos

1 28/07 Apresentação do programa

2 04/08 Aula expositiva Teoria atômica de Bohr – exercícios – Atividade E1 atividade disponível em http://labempucsp.blogspot.com/2009/07/atividade-e1-teoria-de-bohr-e-espectro.html

3 11/08 Espectro do hidrogênio – lei de Balmer e determinação da constante de Rydberg - atividade experimental – Espectroscópio de rede – observação espectroscópio manual

4 18/08 Espectro do hidrogênio – lei de Balmer e determinação da constante de Rydberg -atividade experimental - espectroscópio de prisma – observação em espectroscópio http://labempucsp.blogspot.com/2009/09/espectro-do-hidrogenio-espectroscopio.html

5 25/08 Espectro do hidrogênio – lei de Balmer e determinação da constante de Rydberg -atividade experimental – espectrofotometro da Pasco http://labempucsp.blogspot.com/2009/09/espectro-do-hidrogenio-espectroscopio.html

6 01/09 Aula expositiva e Experimento de Franck Hertz simulação computacional Atividade E2 disponivel em http://labempucsp.blogspot.com/search/label/Experimento de Franck-Hertz

7 08/09 Experimento de Franck Hertz- Aula Experimental – coleta de dados e disponibilização dos dados em planilha compartilhada http://spreadsheets.google.com/ccc?key=0AqYRUlKRU7Q-dFktanRmNzFiYmxOUmNlOXFYakwxR2c&hl=pt_BR

8 15/09 Aula de duvida para a P1

9 22/09 Prova P1

10 29/09 Descarga elétrica em gases – atividade E3 http://labempucsp.blogspot.com/search/label/Descarga%20el%C3%A9trica%20em%20gases

11 06/10 Participação de evento cientifico

12 13/10 Aula Expositiva hipótese de De Broglie e propriedade ondulatória da matéria - Descrição do método de difração de elétrons por feixe transmitido e demonstração através da simulação – atividade E4 Apresentação disponível em http://labempucsp.blogspot.com/2009/10/apresentacao-difracao-de-eletrons.html Atividade E4 disponível em http://labempucsp.blogspot.com/search/label/difra%C3%A7%C3%A3o%20de%20el%C3%A9trons

Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro de Ciências Exatas e Tecnologia

Faculdade de Matemática, Física e Tecnologia

13 20/10 Difração de elétrons experimento simulação em flash

14 27/10 Semana Academica

15 03/11 Difração de elétrons experimento Real Manual da phywe disponível em http://labempucsp.blogspot.com/2009/11/difracao-de-eletrons-manual-phywe.html

16 10/11 Aula de duvida

17 17/11 Prova P2

18 24/11 Semana de provas

19 02/12 Vistas de Prova

20 09/12 Prova PS

A reposição de aula do dia 06/10 se dará ao longo do mês de setembro iniciando as aulas 30 minutos antes do horário previsto