Disciplina de Física II – Electromagnetismo e Óptica

 

Objectivos

A física é uma disciplina básica na formação de qualquer aluno de um curso de Ciências.

Pretende-se, portanto, com esta disciplina, desenvolver e aprofundar os conhecimentos e o entendimento dos conceitos básicos que constam no programa.

Pretende-se ainda que o aluno, para além de entender os conceitos tenha capacidade de os aplicar nas diferentes circunstâncias que lhe são propostas.

Nesta primeira parte são desenvolvidas e aprofundadas matérias com os quais os alunos, em princípio, já tiveram algum contacto.

 

Programa Mínimo

Electricidade e Magnetismo:

1. Electrostática. A carga eléctrica. Forças eléctricas, campos e potenciais eléctricos. Lei de Coulomb e princípio da sobreposição. Campo eléctrico e linhas de campo. Dipolo eléctrico. Distribuições contínuas de carga. Carga e fluxo eléctrico. Lei de Gauss. Aplicações da lei de Gauss. Energia potencial eléctrica e potencial eléctrico. Superfícies equipotenciais. Condutores dieléctricos. Condensadores, capacidade e energia armazenada num condensador.

2. Corrente contínua e circuitos. Resistência eléctrica. Lei de Ohm. Resistividade e conductividade eléctricas. Fonte de força electromotriz. Potência. Associação de resistências. Voltímetros e amperímetros. Leis de Kirchhoff. Correntes contínuas, transitórias e alternadas.

3. Fenómenos transitórios. Circuitos R-C. Carga e descarga de um condensador. Constante temporal de um circuito.

4. Magnetismo: Materiais diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos. Campo magnético criado por um íman e por uma corrente fechada. Dipolo magnético. Linhas de campo. Campo magnético terrestre. Força magnética. Motores eléctricos e galvanómetros. Lei de Biot-Savart.

5. Electromagnetismo. Correntes e campos induzidos – fluxo magnético. Lei de Faraday. Lei de Lenz. Correntes de Eddy. Geradores eléctricos de correntes alternadas e contínuas. Transformadores. Indutância e energia armazenada num indutor. Ondas electromagnéticas.

6. Corrente alternada. Circuitos de corrente alternada. Circuito de RLC. Transformadores.

7. Teoremas de circuitos lineares. Análise de circuitos lineares: teoremas de Thévenin, Norton, Millman, da sobreposição e da reciprocidade.

Electrónica:

1. Díodos. Semicondutores. Semicondutores dopados. Junção p-n. Díodo rectificador ideal. Curva característica V-I. Díodo real. Circuito equivalente. Circuito de polarização de um díodo rectificador. Díodo Zener. Utilização em circuitos. Polarização inversa.

2. Transístores. Transístor bipolar. Configuração NPN e PNP. Família de curvas características de um transístor bipolar. Corrente de base e corrente de colector; ganho de um transístor. Polarização. Transístor de efeito de campo, FET. Funcionamento; família de curvas características. Comparação do transístor bipolar e do FET.

3. Amplificador Operacional (AmpOp). Definição; equação fundamental. Regras de ouro dos AmpOp. Circuitos com AmpOps: Seguidor de Tensão, Inversor com Ganho, o Comparador, o Integrador, o Diferenciador, Somador com e sem inversão. Circuitos com realimentação. Realimentação positiva e negativa. Vantagens da realimentação negativa.

Óptica:

1. Natureza da luz. Teoria electromagnética e teoria quântica de fotões. Reflexão e refracção. Reflexão interna total. Dispersão. Polarização. Difusão da luz. Princípio de Huygens.

2. Óptica geométrica. Índice de refracção do meio. Espectro de luz visível. Objectos e imagens. Reflexão e refracção em superfície plana e em superfície esférica. Imagens reais e virtuais. Lentes delgadas. Instrumentos ópticos. O olho humano, a lupa e o microscópio.

3. Óptica física. Interferência e fontes coerentes. Intensidade e padrões de interferência. Interferência com filmes finos. Difracção.

 

Docentes

Nome – Maria Filomena de Osório Pinto dos Santos Figueiredo

Emailfilomena@gian.fis.uc.pt

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Nome – Jorge Afonso Cardoso Landeck

Email – jlandeck@lei.fis.uc.pt

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