Informação para alunos das Escolas Secundárias Departamento de Física Universidade de Coimbra Informação para alunos das Escolas Secundárias

ENGENHARIA BIOMÉDICA (c/ Fac. de Med.) Licenciaturas em FÍSICA Ramo de Ensino da Física e da Química Ramo Científico ENGENHARIA FÍSICA ENGENHARIA BIOMÉDICA (c/ Fac. de Med.) R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 2

Engenharia Física ? ENGENHARIA – ramo do saber que contribui para o desenvolvimento do bem-estar da sociedade ENGENHARIA FÍSICA – uma engenharia cuja principal ferramenta é o conhecimento aprofundado da Física nos seus FUNDAMENTOS e nas APLICAÇÕES, permitindo a resolução de problemas complexos ou inter-disciplinares Componentes fundamentais da formação Física Moderna (nomeadamente física quântica) Computação (envolvendo técnicas matemáticas modernas) R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 3

Física Clássica versus Física Moderna A partir de finais do séc. XIX, … especialmente - RELATIVIDADE (Einstein) - MECÂNICA QUÂNTICA (Einstein, Pauli, Heisenberg, Feynman, etc.) Até finais do séc. XIX … … sobretudo a partir do fim do séc. XVII (Galileu) … séc. XVII/XVIII (Newton) … séc. XIX (Maxwell e Boltzman) Embora determinante do nosso dia-a-dia, carece de especialização e não é acessível às Engenharias Clássicas ! OS ENGENHEIROS PRECISAM cada vez mais DA FÍSICA MODERNA ! É dela, principalmente, que ainda hoje se alimentam as Engenharias “Clássicas” R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 4

Física Moderna - uma visão diferente do Mundo... (Da Relatividade) * Não há um referencial de inércia preferido * Há uma velocidade-limite, c * Espaço e tempo estão interligados => Vivemos num “espaço-tempo” com quatro dimensões (x, y, z, ct) * Matéria e energia estão interligadas (E=mc2), podendo transformar-se uma na outra (Da Mecânica Quântica) * Matéria e luz, ambas têm propriedades corpusculares (de partícula) e ondulatórias. * À escala das pequenas dimensões, a natureza está quantificada (i.e. discretizada). * À escala das pequenas dimensões, a natureza é probabilistica. (Da Física Nuclear e das Partículas) * Há quatro interacções fundamentais na natureza, duas das quais têm um papel determinante à escala (sub)nuclear. * A Natureza é constituída essencialmente por “matéria” de spin-1/2 (quarks and leptões) e partículas (semelhantes ao fotão) que comunicam as interações fundamentais. (Da Cosmologia) * O universo evoluiu a partir de uma fase densa e quente ao longo de ~14 mil milhões de anos. * Dependendo da quantidade total de matéria existente, o universo poderá continuar a expandir-se até à “morte por arrefecimento”(*) ou (re)colapsar. (*) Cenário favorecido pelos dados recolhidos nos últimos anos R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 5

Física Moderna - .. ENORMES CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS Semicondutores - Díodos, Transistores, Circuitos Integrados, Processadores; Microelectrónica Nanotecnologias R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 6

Física Moderna - .. ENORMES CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS Instrumentação – Sensores + electrónica + processamento = = prolongamento dos sentidos Ver o que ainda há pouco se não via ! R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 7

Física Moderna - .. ENORMES CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS Lasers - CDs, Aplicações Médicas (diagnóstico e tratamento) Telecomunicações - fibra óptica (com impulsos de luz laser) a interligar redes de computadores R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 8

Física Moderna - .. ENORMES CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS Supercondutores - Aceleradores de Partículas, “MAGLEV” R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 9

Física Moderna - .. ENORMES CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS Energia Nuclear - i)Reactores Nucleares; ii) o futuro ADS (reactor controlado por acelerador) iii) a “incineração” de lixo radioactivo R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 10

Física Moderna - .. ENORMES CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS Medicina - Imagiologia (TAC, PET, RMN), Radioterapia R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 11

Física Moderna - .. ENORMES CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS Plasmas e Fusão [Energia na Terra como no Sol ?] Estudo e caracterização do plasma; novos materiais R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 12

Física Moderna - .. ENORMES CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS Sistemas Glogais de Localização (GPS e GALILEO) [correcção dos efeitos relativísticos] R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 13

Física Moderna - .. ENORMES CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS Óptica Quântica - Criptografia, Computadores Quânticos R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 14

Física Moderna - .. ENORMES CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS Em 2000, ~ 30% das exportações portuguesas provinham do sector … têxtil !!! Materiais / Semicondutores Nanotecnologias Instrumentação Lasers Supercondutores Energia Nuclear Bio-Medicina Plasmas e Fusão Sistemas Glogais de Localização Óptica Quântica ** * *** Áreas de I&D do DF Ex-Alunos do DF Em 2002, ~30% do PIB dos EUA provém de indústrias de base quântica !!! A MUDANÇA QUE SE NOS IMPÕE REQUER ENGENHEIROS FÍSICOS !!! R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 15

Onde se encontram hoje Engenheiros Físicos formados pela FCTUC ? Domínios de Actividade actividade científica I&D de instrumentação (médica e industrial) materiais automação e robótica serviços (saúde) ensino superior manutenção de instrumentação desenvolvimento de software controlo e gestão da produção consultoria … e até ensino secundário Dos cerca de 150 licenciados desde 1989 temos hoje cerca de 30% com mestrado e 10% com doutoramento !!! R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 16

Não se conhecem casos de desemprego entre os já licenciados !!! Onde se encontram hoje Engenheiros Físicos formados pela FCTUC ? Não se conhecem casos de desemprego entre os já licenciados !!! EMPREGADORES Grandes grupos PORTUCEL (SOPORCEL), TAP, FORD, VW, REVIGRÉS, ROCA, SSGP, EDP, EDINFOR, SONAE, COFINA, ABB, SIEMENS, OPEL, KUKA, etc. Pequenas e médias empresas sobretudo instrumentação e do software (vários como empresários !) Sector público laboratórios de estado (no país e no estrangeiro) ensino superior (universitário e politécnico) hospitais (p.ex.: HUC e IPOFG) R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 17

Física Moderna - .. ENORMES CONSEQUÊNCIAS PRÁTICAS UM exemplo (entre tantos): INDÚSTRIA AUTOMÓVEL Tecnologias - Incorporadas (vidros, materiais recicláveis,...) e de Construção (robotização) Filmes finos (ópticas, tribo-contactos, desgaste...) Sensores (acelerómetros, airbag, ABS, ...) Física Molecular, Plasmas e Termodinâmica (…rendimento ~ 20% apenas !!!) Pilhas de combustível (H2, combustível do futuro !) Aquisição de dados em tempo real (o vulgarizado computador de bordo...) Optimização (aerodinâmica, pneus, consumos, ...) 7% PIB e 25% das exportações nacionais em 2002 R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 18

Engenharia Física - que formação ? DISCIPLINAS OBRIGATÓRIAS AGRUPADAS POR ÁREA Área MAT FIS FA&T QUI ENG ECON Totais ECTS 48 105 18 8 59 12 262 DISCIPLINAS DE OPÇÃO Área MAT FIS FA&T QUI ENG ECON M/B Totais ECTS 0-8 0-24 12-40 0-16 0-24 0-6 0-8 36 ENSINO - forte componente laboratorial; ensino integrado da computação, apoiado em lingagens usadas para o controlo de instrumentação e para simulação PROJECTO (de fim de curso) – c/ estágios em empresas ou instituições de I&D a trabalhar com novos produtos/soluções R. Ferreira Marques Mar-Abr/2003 19