José Figueiredo
Departamento de Física, Edifício C8  
Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa  
Campo Grande, 1749-016 Lisboa
Email: jose.figueiredo@ciencias.ulisboa.pt  
Página Pessoal Horário
 
Gab 8.5.14 Ext. 28514  
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Física Experimental III
FExIII_1920
2019-2020, 2.º Semestre
Horário PL21: Quarta-feira, 9h00-13h00
 1819

Objectivos da Unidade Curricular:
Complementar o ensino teórico de outras cadeiras de Física com o conhecimento experimental que lhe corresponde
Estrutura: Aulas teóricas para abordar os fundamentos de cada trabalho e para introduzir aspetos técnicos de realização dos mesmos.
Aulas práticas em laboratório, nas quais se põem em prática os conhecimentos adquiridos ao longo do curso.
É obrigatório utilizar nas aulas práticas um caderno de laboratório individual (que pode ser usado para consulta no teste).


Programa/trabalhos
1. Corda vibrante; modos estacionários - 04/03/2020

2. Propagação de ondas eletromagnéticas num cabo coaxial - 11/03/2020 (adiado)

3. Óptica geométrica
4. Interferências em Ondas
5. Micro-ondas e polarização


Folha de resumo dos resultados:
A realização de uma experiência e/ou de trabalho experimental só será realmente útil se daí resultar a consolidação da compreensão dos conceitos e/ou o reforço dos conhecimentos acerta do assunto.  Após a realização de uma experiência/trabalho experimental deve ser-se capaz de convencer outras pessoas (colegas, professores, público em geral, etc.) das conclusões a que se chegou.
A qualidade das conclusões (e de um bom relatório) depende, essencialmente, forma como foram obtidos os resultados. Procure preparar as atividades/experiências previamente, e organizar-se de modo a realizar a experiência com todos os cuidados, procurando atentar/observar todos os aspetos determinantes da boa realização dos trabalhos, anotando todas os procedimentos e informações relevantes de uma forma inteligível. No respetivo relatório (da experiência/trabalho) será necessário descrever o que se fez, justificar o(s) procedimento(s) escolhido(s), apresentar as medidas realizadas, os resultados obtidos e, finalmente, as conclusões.

O resumo dos resultados deve incluir a:
  • Informação dos objetivos (descrição sucinta do que se pretende obter da experiência - uma ou duas linhas devem ser suficientes).
  • Descrição do procedimento seguido em aula: relatar o que foi realmente feito (e não apenas ou procedimento proposto), justificando/discutindo as escolhas que feitas.
  • Avaliação e/ou estimativa dos erros das medições e dos erros associados aos resultados, devido aos aparelhos de medida e/ou aos procedimentos usados.
  • Indicação das unidades para cada grandeza, legenda e numeração das figuras e dos gráficos.
  • Discussão dos resultados obtidos e, sempre que possível, a comparação dos mesmos com os valores da literatura/conhecidos e/ou os previstos teoricamente. 


Temas de Física Clássica
1. Corda vibrante; modos estacionários:
    teórica, guia e realização experimental

  Produzir ondas    Produzir ondas

Conceitos relevantes a reter:
   - Vibrações e ondas
   - Ondas propagantes e ondas estacionárias
   - Lei de Laplace 
   - Ressonância (Queda da Ponte Tacoma: explicação: ressonância versus não-ressonância)
   - Sistema linear, equação linear, e princípio de sobreposição
   - Lei de Hooke  
   - Modos próprios ou normais  ...
   - Massa versus peso
   - Normas e regras de escrita das grandezas físicas 
   - Representações gráficas da frequência versus o número de modos (mantendo o comprimento e a tensão); frequência versus tensão para um dado modo; frequência versus o comprimento da corda para um dado modo.
      
2. Propagação de onas EM num cabo coaxial
    teórica, guia e realização experimental
(descarregar preferencialmente a partir do moodle)

VER VÍDEOS:

Conceitos relevantes a reter (os links são meramente indicativos):
   - Geração e propagação de ondas eletromagnéticas
   - Meios com perdas (atenuação), dispersão, meios dispersivos, e espalhamento ("scattering") de ondas
   - Reflexão e transmissão de ondas na fonteira entre dois meios com propriedades eletromagnéticas distintas (impedâncias características distintas)
   - Impedância característica do vácuo e impedância característica de um meio material
   - What is impedance, input impedance and output impedance   
   - Impedância, adaptação de impedâncias, impedâncias do gerador, da carga e dos aparelhos de medida (e.g. osciloscópios)
   - Coeficientes de reflexão e de transmissão
   - Espetro eletromagnético e bandas das radiofrequências
   - Velocidade de fase e velocidade de grupo de uma onda eletromagnética
   - Propagação livre e propagação guiada, tipos de guias de onda (cabos coaxiais, fibras óticas, etc.)
   - Cabos coaxiais e tipos de conetores coaxiais (BNC, SMA, SMB, etc.) e frequências/largura de banda/bandas de operação
   - Linhas de transmissão, guias de onda e impedância caraterística de uma linha de transmissão
   - Impedância característica de um cabo coaxial e capacidade e indutância por unidade de comprimentos
   - Velocidade de fase e velocidade de grupo de uma onda eletromagnética num cabo coaxial 
   - Terminação de uma linha de transmissão (e.g. cabo coaxial) em curto-circuito, com carga igual à impedância característica do cabo, e em circuito aberto, e
coeficientes de reflexão e de transmissão.
   - Ressonância, cavidades ressonantes (e.g. cavidades Fabry-Pérot, lasers), e frequências de ressonância
   - Decibel (dB)
   - Blindagem eletromagnética e gaiola de Faraday     
        
3. Óptica geométrica
    teórica, guia e realização experimental


4. Interferências em Ondas
    teórica, guia e realização experimental

5. Micro-ondas e polarização
    teórica, guia e realização experimental



Apresentação oral de um dos 5 primeiros trabalhos
 


Temas de Física Moderna  

6. Corpo negro; lei de Stefan-Boltzmann e distribuição espectral da radiação;
7. Níveis atómicos e espectros de emissão de gases; lâmpada de H2, constante de Rydberg
8. Efeito Fotelétrico e a Constante de Planck;

Relatório de um dos 3 últimos trabalhos.


Calendarização
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Bibliografia recomendada

Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Raymond A. Serway, John W. Jewett Jr, Thomson,Brooks/Coles, 6ª edição, 2004;

The Physics of Vibrations and Waves, H. J. Pain, Wiley, 6ª edição.

Página Moodle da disciplina: https://moodle.ciencias.ulisboa.pt/course/view.php?id=1412


Textos informativos e apontamentos:


Avaliação

A avaliação da disciplina terá em consideração as componentes (com uma média pesada de 62% e 33%, respetivamente):
- contínua: realização dos trabalhos práticos; realização de questionários a entregar antes da aula prática; entrega de um relatório escrito de um trabalho prático; e a exposição oral de um outro trabalho prático.
- Teste final

A participação nas aulas de discussão e preparação dos trabalhos corresponderá aos restantes 5% da classificação. A falta de cuidado com o material de laboratório implicará penalizações na avaliação da componente laboratorial

Para aprovação na disciplina a nota no teste não poderá ser inferior a 8 valores e a nota da avaliação contínua não poderá ser inferior a 10 valores.

A nota final é obtida pela média das componentes de avaliação contínua e teste final, pesada pelas percentagens correspondentes, adicionada de: 1 valor para a participação nas aulas de preparação igual ou superior a 75%; 0,5 valor se essa participação for inferior 75% e igual ou superior a 50%. Será obrigatório utilizar e preencher um caderno de laboratório (de consulta no teste) durante as aulas práticas.

Fex3PL21_G1-5
Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Campo Grande, P-1749-016 Lisboa - Edifício C8, Gabinete 8.5.14, Ext. 28514.