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Instituto de Física
 
Disciplinas Interdepartamentais do Instituto de Física
 
Disciplina: 4300371 - Introdução à Mecânica Quântica Ondulatória
Introduction to Undulating Quantum Mechanics

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 1
Carga Horária Total: 90 h ( Práticas como Componentes Curriculares = 30 h )
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2022 Desativação:

Objetivos
A partir da natureza dual da matéria e das limitações do modelo atômico de Bohr, introduzir a mecânica quântica ondulatória. Discutir soluções simples da equação de Schroedinger independente do tempo, chegando na solução para o átomo de hidrogênio. Discutir as limitações dessa teoria, introduzindo o conceito de spin. Em seguida, discutir qualitativamente algumas características dos átomos de dois ou mais elétrons, principalmente relacionadas à indistinguibilidade das partículas na física quântica e o Princípio de Exclusão de Pauli.
 
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
1453644 - Marcelo Gameiro Munhoz
 
Programa Resumido
A mecânica ondulatória de Schroedinger. Uma equação de onda para as "ondas de elétrons". A equação de Schroedinger dependente do tempo em uma dimensão. Soluções em ondas planas e princípio da superposição. Problemas unidimensionais estacionários: estados ligados e espalhamento. Valores esperados. A equação de Schroedinger em três dimensões. Partícula na caixa cúbica. Degenerescência. A mecânica quântica e o átomo de hidrogênio. Quantização do momento angular. Experiência de Stern Gerlach. O spin do elétron. Os momentos de dipolo magnético do elétron. Partículas idênticas. Indistinguibilidade. Princípio de Pauli. Noções de estatísticas quânticas. Átomos de muitos elétrons.
 
 
 
Programa
Teoria de Schroedinger:
•	Apresentar a Teoria de Schroedinger. Motivar a equação de Schroedinger dependente do tempo em uma dimensão. Discutir como extrair da teoria valores esperados de observáveis. Solução da Equação de Schroedinger de sistemas físicos unidimensionais ligados. Solução da Equação de Schroedinger para problemas de espalhamento unidimensionais
Uma descrição quântica da natureza
•	Introdução da Equação de Schroedinger tridimensional. Coordenadas cartesianas e esféricas. Introdução ao átomo de hidrogênio. Solução da Equação de Schroedinger com o potencial Coulombiano. Autovalores e autofunções. Densidades de probabilidade e momento angular na mecânica quântica.
Aprimorando a descrição do átomo de 1 elétron
•	Apresentar a descoberta do spin e as consequências da existência dessa grandeza nos níveis de energia do átomo de um elétron.
Átomo de 2 elétrons 
•	Iniciar a discussão sobre a descrição de átomos com mais de um elétron, introduzindo o tratamento de partículas idênticas na Mecânica Quântica e o Princípio de Exclusão de Pauli
Átomos de muitos elétrons
•	Discutir o tratamento teórico de átomos de muitos elétrons, utilizando a abordagem de Hartree. Mostrar resultados para o estado fundamental de gases nobres e elementos alcalinos. Discutir a expansão dessa abordagem considerando interações residuais presentes em elementos com poucos elétrons opticamente ativos.
 
 
 
Avaliação
     
Método
Aulas expositivas e atividades em grupo na sala de aula.
Critério
Os alunos serão avaliados através de provas, exercícios em sala de aula e apresentações (se houverem).
Norma de Recuperação
Com 2a avaliação
 
Bibliografia
     
1.	Física Quântica, Eisberg e Resnick (ER); 
2.	Modern Physics for scientists and engineers, T. Thornton e Andrew Rex (TR); 
3.	Modern Physics de Serway, Moses e Moyer (SMM); 
4.	Física Moderna, Paul A. Tipler e Ralph A. Liewellyn (TL);
5.	Modern Physics, Kenneth Krane (KK)
6.	Física Moderna, Francisco Caruso e Vitor Oguri (FV) 
7.	Física Moderna e Contemporânea - Volume 1, Jucimar Peruzzo, Walmir Pottker e Thiago Gilberto do Prado
 

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