course specifications - Departamento de Física da Universidade de Coimbra

Importância central:

Conhecimentos aprofundados de física (física da matéria mole e materiais de baixa dimensão)
Compreensão teórica dos fenómenos físicos (incluindo os modelos estatísticos utilizados na interpretação das propriedades dos materiais supracitados e suas transições de fase)
Modelação e resolução de problemas específicos da área em questão

Importância secundária:

Capacidade de actualização
Capacidade para procurar e utilizar bibliografia
Estar familiarizado com as fronteiras de investigação

Syllabus

Matéria mole: Forças, energia e escalas de tempo
Gases, líquidos e sólidos. Forças intermoleculares. Condensação e solidificação.
Comportamento viscoso, elástico e viscoelástico.
Líquidos e vidros. A transição vítrea.
Transições de fase na matéria mole
Classificação das transições de fase.
Misturas de líquidos. Energia livre, diagramas de fases, interfaces entre fases. Cinética da separação de fases.
Transição líquido-sólido. Solidificação e fusão. Nucleação.
Dispersões coloidais
Partícula coloidal num líquido. Lei de Stokes, movimento browniano e difusão. Equação de Einstein. Forças entre partículas coloidais.
Polímeros
Materiais poliméricos.
Borrachas e comportamento viscoelástico.
Géis
Classes de géis. Modelo de percolação. Teoria da gelação - modelo de Flory-Stockmayer.
Ordem na matéria mole: cristais líquidos
Cristais líquidos. Classificação. Transição nemática-isotópica.
Defeitos em cristais líquidos.
Propriedades eléctricas e magnéticas dos cristais líquidos.
Transição de Frederiks. Ecrãs de cristais líquidos.
Polímeros de cristal líquido: termotrópicos e liotrópicos.
Auto-organização supramolecular
Auto-organização de moléculas anfifílicas em solução: agregação e separação de fases. Micelas, vesículas e membranas.
Materiais de baixa dimensão

Prerequisites

Frequência de Física da Matéria Condensada e de Física Estatística (a nível de 1º ciclo)

Generic skills to reach

. Competence in analysis and synthesis;
. Computer Skills for the scope of the study;
. Competence to solve problems;
. Critical thinking;
. Competence in autonomous learning;
. Competence in oral and written communication;
. Creativity;
. Competence in applying theoretical knowledge in practice;
. Self-criticism and self-evaluation;
. Research skills;
(by decreasing order of importance)

Teaching hours per semester

lectures	30
laboratory classes	10
tutorial guidance	20
total of teaching hours	60

Assessment

Laboratory or field work	15 %
Problem solving	15 %
Synthesis work thesis	10 %
Exam	60 %

Bibliography of reference

Soft Condensed Matter Physics, Richard. A.L. Jones, Oxford University Press (2002).

Teaching method

As propriedades da matéria mole e os modelos estatísticos que descrevem estas propriedades serão apresentados aos alunos na forma de ensino expositivo, mas estes terão oportunidade de executar experiências em laboratório cobrindo alguns dos tópicos do programa.

Alguns modelos estatísticos relativos a propriedades dos materiais e suas transições de fase serão explorados do ponto de vista computacional. Será feita referência às vastas aplicações tecnológicas dos materiais estudados.

Os alunos deverão consultar bibliografia especializada sobre alguns dos tópicos cobertos pelo programa. Cada aluno desenvolverá um pequeno trabalho de síntese sobre um tópico da matéria.

Resources used

Meios computacionais disponíveis no Laboratório de Computação Avançada (LCA) do DF da UC; Laboratório de Física da Matéria Condensada.

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