Panoramas da Física IF-UFF – 2p/2010. Panorama do.

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1 Panoramas da Física IF-UFF – 2p/2010

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3 Panoramas da Física IF-UFF – 2p/2010 Panorama do - Coordenador: prof. Daniel Jonathan Sala: A3-17 (1P) Email: jonathan@if.uff.brjonathan@if.uff.br

4 Panoramas da Física IF-UFF – 2p/2010 Panorama do - Coordenador: prof. Daniel Jonathan Sala: A3-17 (1P) Email: jonathan@if.uff.brjonathan@if.uff.br - Formato: palestras semanais sobre temas variados da Física, cada vez com novo palestrante

5 Panoramas da Física IF-UFF – 2p/2010 Panorama do - Coordenador: prof. Daniel Jonathan Sala: A3-17 (1P) Email: jonathan@if.uff.brjonathan@if.uff.br - Formato: palestras semanais sobre temas variados da Física, cada vez com novo palestrante - Avaliação: cada palestrante distribuirá um questionário com 3 – 5 perguntas básicas sobre o tema da palestra. Até o final do período você deve responder e entregar no mínimo 05 desses questionários. - Frequência: no mínimo 75% (12 de 16 palestras)

6 Panoramas da Física IF-UFF – 2p/2010 Panorama do - Coordenador: prof. Daniel Jonathan Sala: A3-17 (1P) Email: jonathan@if.uff.brjonathan@if.uff.br - Formato: palestras semanais sobre temas variados da Física, cada vez com novo palestrante - Avaliação: cada palestrante distribuirá um questionário com 3 – 5 perguntas básicas sobre o tema da palestra. Até o final do período você deve responder e entregar no mínimo 05 desses questionários. - Frequência: no mínimo 75% (12 de 16 palestras) - Site: http://cursos.if.uff.br/panoramashttp://cursos.if.uff.br/panoramas

7 Em 1905, o jovem Albert Einstein (com 26 anos), procurando harmonizar as leis do eletromagnetismo com as da mecânica, propôs uma radical reinterpretação das noções de espaço e tempo, baseada em dois princípios fundamentais: As leis que regem os fenômenos físicos não devem depender da escolha de referencial inercial A velocidade da luz, c, é constante em todos os referenciais inerciais Essas idéias, posteriormente verificadas por experimentos, levam a consequências surpreendentes como a dilatação temporal, e a equivalência de massa e energia, expressa pela famosa equação Panorama do “Panoramas” A teoria da Relatividade restrita – prof. Marco Moriconi

8 Panorama do “Panoramas” A teoria da Relatividade Geral – prof. Nivaldo Lemos Depois de trabalhar por mais de uma década, em 1916 Einstein publica o seu maior feito: a teoria da Relatividade Geral. O seu princípio básico é: As leis da física devem ser as mesmas em todos os referenciais, mesmo os não inerciais. Isso exige que a força da gravidade passe a ser explicada por uma distorção ou curvatura do espaço e do tempo. Além de fazer novamente previsões concretas que foram verificadas experimentalmente, como o desvio da trajetória da luz por corpos massivos, a teoria prevê várias consequências surpreendentes, como a existência de buracos negros, lentes gravitacionais e ondas gravitacionais. Também tem consequências para a cosmologia, o estudo do Universo como um todo, descrevendo por exemplo a expansão do Universo

9 Panorama do “Panoramas” Mecânica Quântica – prof. Daniel Jonathan Como os átomos podem existir sem se desintegrar? Por que cada material emite um padrão ou “espectro” característico de cores? Por que os metais conduzem eletricidade e os plásticos não? Por que a luz (e também os elétrons, prótons e demais partículas) se comporta às vezes como uma onda, e às vezes como um projétil ? No início do século XX, os mais brilhantes físicos levaram décadas para entender essas questões. O resultado foi uma reformulação radical das próprias leis da mecânica, na qual os objetos deixam de ter posição e velocidade bem-definidos, existindo em “superposições” de várias possibilidades simultaneamente, e no qual em geral podemos apenas prever as probabilidades de cada acontecimento futuro. Essa nova mecânica quântica é a teoria física mais bem-sucedida da história, sendo um dos alicerces fundamentais do conhecimento atual, e também a base de desenvolvimentos tecnológicos como o laser e os semicondutores.

10 Panorama do “Panoramas” Termodinâmica e Mecânica Estatística – prof. Jürgen Stilck O que é o calor ? Por que um corpo quente esfria? Até onde é possível esfriar um corpo? Questões como essas, e suas aplicações a máquinas térmicas como refrigeradores e turbinas são estudadas pela Termodinâmica. Esses fenômenos podem ainda ser justificados, e estudados em maior detalhe, levando-se em conta os movimentos aleatórios de grandes quantidades de partículas microscópicas. Esse estudo, baseado nas leis da mecânica (clássica ou quântica), chama- se Mecânica Estatística. A mecânica estatística pode ser aplicada para entender fenômenos tão diversos quanto a magnetização de materiais, a origem da elasticidade, as transições entre fases da matéria (como sólidos, líquidos e gases), e muito mais.

11 Panorama do “Panoramas” Sistemas Complexos – prof. Paulo Murilo Combinando métodos da mecânica estatística com o atual poder de processamento dos computadores, surgiu nos últimos anos um vasto novo conjunto de problemas que podem ser estudados pelos físicos, conhecidos coletivamente como sistemas complexos. Exemplos: A evolução das espécies e a própria Biologia A evolução da cultura e da linguagem A evolução do próprio universo A economia de mercado Tecnologias de alto grau de integração Conflitos sociais e a própria História A internet Os terremotos Os vidros e a dinâmica dos fluidos

12 Panorama do “Panoramas” Física do Envelhecimento e da Evolução Biológica – profa. Suzana Moss Modelando em computador os processos de mutação, reprodução e seleção natural, incluindo-se aí os erros que inevitavelmente ocorrem, é possível estudar de forma controlada processos biológicos complexos tanto em um único organismo (envelhecimento) como em um ecossistema (evolução). Embora simplificados, esses modelos podem ser estudados com as técnicas da mecânica estatística, e suas consequências podem ser comparadas com as que ocorrem nos sistemas biológicos reais

13 Panorama do “Panoramas” Casa da Descoberta – profa. Daisy M. Luz A Casa da Descoberta, localizada no andar 2P, é o espaço do IF-UFF dedicado à divulgação da ciência, em particular da Física, para estudantes do ensino médio e fundamental e o público em geral Nela se procura estimular o interesse pela ciência através de demonstrações práticas divertidas, as quais são apresentadas por alunos da graduação que trabalham como monitores/mediadores.

14 Panorama do “Panoramas” Holografia – prof. Paulo Acioly Holografia é uma técnica da óptica que permite a formação de imagens tridimensionais. Nesta aula serão apresentadas as bases teóricas, e em seguida faremos uma visita ao laboratório de Optica Nao Linear & Aplicada, onde serão visuaizados hologramas e experimentos em andamento.

15 Panorama do “Panoramas” Magnetismo – prof. Mário Reis Os materiais magnéticos são conhecidos há milênios, mas suas propriedades e aplicações continuam a surpreender. Origem do magnetismo Materiais magnéticos Materiais supercondutores Gravação magnética em HDs Efeito magnetocalórico Levitação magnética

16 Panorama do “Panoramas” Semicondutores: do Silício ao Carbono – prof. Caio Lewenkopf Os semicondutores são uma classe de materiais que conduzem eletricidade de forma intermediária entre os condutores comuns (como metais) e os isolantes comuns (como borracha, vidro). Suas propriedade são explicáveis apenas pela mecânica quântica. Eles são essenciais para o funcionamento de dispositivos eletrônicos como diodos, LEDs, transistores, etc, os quais são a base da tecnologia moderna dos microcomputadores. Embora a maioria dos semicondutores comerciais sejam baseados no silício (Si), recentemente tem surgido um grande interesse na possibilidade de utilizar também o carbono, especialmente em uma forma bidimensional conhecida como grafeno.

17 Panorama do “Panoramas” Materiais Nanoestruturados– prof. Dante Franceschini Como se faz uma tela de LCD que seja transparente mas conduza eletricidade? Ou uma broca de dentista que seja ultra-dura e resistente? Ou um rolamento microscópico e de baixissimo atrito? A resposta é: produzindo materiais estruturados em escala atômica para ter as propriedades desejadas O Prof. Dante apresentará materiais crescidos em seu laboratório que cumprem essas e outra tarefas, como filmes finos de óxido de európio, de diamante e de carbono hidrogenado.

18 Panorama do “Panoramas” Computação Quântica– prof. Ernesto Galvão Desde meados dos anos 80, físicos começaram a se perguntar: o que um computador poderia fazer se seus bits seguissem as leis da Mecânica Quântica? A resposta é: muitas coisas que os computadores atuais não conseguem! Exemplos: Resolver (alguns) problemas matemáticos de forma exponencialmente mais rápida – inclusive quebrar os códigos atualmente utilizados para segurança na internet. Criar novas formas inquebráveis de codificação (criptografia) Simular sistemas quânticos, como moléculas e materiais magnéticos com muitos átomos Para construir esses 'computadores quânticos, muitas tecnologias estão sendo estudadas, todas no extremo da nanociência moderna.

19 Panorama do “Panoramas” Física Nuclear– prof. Paulo Gomes Óptica Quântica – prof. Antônio Zelaquett Khoury Nanociências – profa. Andrea Latge E ainda....