DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

Estrutura da Matéria - Fe

Ano letivo: 2005-2006
Specification sheet
N.B. these sheets are defined only since 2007 (agreement of Bologna).

Specific details
course codecycle os studiesacademic semestercredits ECTSteaching language
117.5pt


Learning goals
Na área específica da disciplina (Física Nuclear e das Partículas), os estudantes deverão adquirir competências que lhes permitam:
- compreender os fenómenos físicos envolvidos e aprofundar esse conhecimento
- resolver problemas usando o conhecimento adquirido
- comunicar (com especialistas e não especialistas) a interpretação de questões e as soluções para problemas
Syllabus
As interacções fundamentais. Classificação das partículas: hadrões (bariões, mesões) e leptões; quarks; mesões do campo.
Radioactividade alfa, beta, gama e captura electrónica; cisão e fusão nuclear. Lei de decaimento radioactivo.
Dispersão de Rutherford; conceito de secção eficaz. (
Força nuclear. Massa do núcleo e energia de ligação. Teoria de Yukawa.
Modelo de gota líquida. Fórmula semi-empírica de massa (Weizsäcker) e estabilidade nuclear.
Modelo do gás de Fermi. Densidade de estados, momento e energia de Fermi.
Decaimento ?. Teoria de Gamov, regras de selecção e outros processos de tunelamento.
Modelo em camadas. Interacção spin-orbital. Momento dipolar magnético, momento quadripolar eléctrico, núcleos deformados, excitações colectivas.
Transições electromagnéticas. Regras de selecção e probabilidades de transição. Isomerismo.
Interacção fraca. Decaimento beta e captura electrónica. Modelo de Fermi do decaimento beta.
Modelo Padrão. Diagramas de Feynman. Propagadores. Interacção fraca e bosões de campo. Leptões e quarks. Cromodinâmica quântica (gluões). Liberdade assimptótica. Violação de P e de CP.
Cisão e fusão nuclear. Tipos de reactores nucleares - princípios e aplicações. Nucleosíntese.
Aceleradores de partículas: princípios e aplicações.

Componente laboratorial:
- espectroscopia alfa, beta e gama (incluindo dispersão Compton)
- aniquilação de positrões
- observação de radiação cósmica
Prerequisites
Fundamentos de Física Moderna
Mecânica Quântica (I e II)
Física Atómica e Molecular
Generic skills to reach
. Competence in information management;
. Competence in analysis and synthesis;
. Competence to communicate with people who are not experts in the field;
. Adaptability to new situations;
. Sustainable development concerns;
. Competence in applying theoretical knowledge in practice;
(by decreasing order of importance)
Teaching hours per semester
lectures45
laboratory classes45
total of teaching hours90

Assessment
Laboratory or field work20 %
Problem solving10 %
Assessment Tests0<30 %
Exam40<70 %

Bibliography of reference
K. Krane, Introductory Nulcear Physics, John Wiley and Sons, 1987

R. Eisberg and R. Resnick, Quantum Physics of atoms, molecules, solids, nuclei and particles (2nd edition), John Wiley and Sons, 1985

T. Mayer-Kuckuk, Física Nuclear, Fundação Calouste Gulbenkian, 1993

W. S. C. Williams, Nuclear and Particle Physics, Oxford University Press, 1991
Teaching method
Três aulas teóricas expositivas por semana.

Auxílio à resolução de problemas pelos alunos (média de 1 hora semanal)

Trabalhos laboratoriais (média de 2 h/semana), incluindo a preparação de medidas, a tomada de dados, a análise desses dados e a apresentação das conclusões (relatório e exposição).

Avaliação com base em:
- prestação laboratorial, relatórios e apresentações
- resolução de exercícios distribuídos ao longo do semestre
- dois (ou três) testes de frequência e exame final ou um único exame final.
Resources used
Laboratório de Física Nuclear e raios cósmicos