Informações da Disciplina

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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Instituto de Física
 
Disciplinas Interdepartamentais do Instituto de Física
 
Disciplina: 4302214 - Física Experimental IV
Experimental Physics IV

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 2
Carga Horária Total: 120 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2015 Desativação:

Objetivos
Disciplinas experimentais devem contribuir para sedimentar nos estudantes as bases da metodologia científica bem como apresentar com clareza a importância das atividades experimentais no processo de produção do conhecimento. A fim de se atingir esse objetivo, deve-se dar ênfase ao desenvolvimento da habilidade de analisar e interpretar quantitativa e rigorosamente as medidas realizadas, com o uso dos princípios da teoria de erros, conhecimento sobre a instrumentação utilizada e de técnicas avançadas de análise de dados, inclusive simulações computacionais, assim como a habilidade de avaliar os resultados obtidos, comparando-os com teorias, modelos e outros experimentos, identificando limitações e propondo aprimoramentos. Todas as atividades devem ser planejadas para estimular o raciocínio e senso crítico, bem como para orientar o desenvolvimento da capacidade de trabalho coletivo dos alunos.
Este curso deve estimular o amadurecimento e independência dos alunos dentro de um laboratório científico. A disciplina será constituída de no máximo cinco experimentos de complexidade avançada onde o tempo médio de duração de um experimento seja de um mês. Os resultados experimentais só serão obtidos através de uma análise sistemática e complexa de vários conjuntos de dados, obtidos ao longo das várias semanas do experimento. Devemos focar na ideia que experimentos “não dão errado” e sim que, muitas vezes, a Natureza é demasiadamente complexa e as ferramentas que temos à disposição (experimentais e teóricas) podem ser limitadas para o seu entendimento por completo. Devemos introduzir os alunos à automatização de experimentos e simulações numéricas.
O objetivo desta disciplina é aprofundar as bases da metodologia científica através de experimentos complexos envolvendo, principalmente, aspectos do eletromagnetismo, dentre os quais:
1. Circuitos elétricos em corrente alternada
2. Campos eletromagnéticos
3. Propriedades ondulatórias da luz: reflexão, refração, interferência e difração
4. Espectrofotometria em frequências próximas à da luz visível
Objetivos específicos:
1. Explorar técnicas avançadas para realização de medidas.
2. Noções de automatização de experimentos.
3. Realizar simulações de modo a planejar experimentos e entender resultados experimentais.
4. Saber resolver ambiguidades experimentais. Identificar e saber tratar dados correlacionados (covariância).
5. Explorar fenômenos físicos complexos, nos quais previsões teóricas se mostram insuficientes para o entendimento completo do problema.
6. Divulgar resultados através de textos compactos, no estilo de artigos científicos.
7. Confrontar resultados e debater experimentos através de apresentações orais.
 
 
 
Programa Resumido
ok
 
 
 
Programa
Estudar experimentalmente aspectos do eletromagnetismo, dentre os quais:
1. Circuitos elétricos em corrente alternada
2. Campos eletromagnéticos
3. Propriedades ondulatórias da luz: reflexão, refração, interferência e difração
4. Espectrofotometria em frequências próximas à da luz visível
Através da realização de experimentos que requerem a realização sistemática de medidas experimentais e suas correlações:
1. praticar tomadas de dados cuidadosas e sistemáticas;
2. automatizar os experimentos;
3. correlacionar conjuntos de dados independentes de forma a extrair uma interpretação física mais complexa;
4. desenvolver a análise crítica do conjunto de dados.
Para o tratamento de dados, introduzir formalmente os conceitos de:
1. simulações experimentais, método de Monte Carlo;
2. ajustes de funções genéricas e não lineares. Método de máxima verossimilhança;
3. análise de dados correlacionados (covariância);
4. propagação de incertezas com covariância entre parâmetros;
5. extrapolação de curvas;
6. tratamento de grandes volumes de dados;
7. incertezas sistemáticas de medidas.
Para a análise, síntese e apresentação dos resultados:
1. elaborar sínteses de experimentos, selecionando adequadamente as informações obtidas e correlacionando-as com medidas previamente realizadas;
2. elaborar apresentações orais de resultados experimentais.
 
 
 
Avaliação
     
Método
Experimentos diversos focando principalmente aspectos do eletromagnetismo
O formato adotado para a disciplina é o do laboratório aberto, ou seja, os alunos têm uma aula formal, de duas horas, no início da semana, onde são discutidos objetivos, métodos e análises anteriores. Neste formato, os alunos têm os laboratórios à disposição durante a semana para fazer as medições propostas, através de reserva antecipada.
Critério
Sínteses de experimentos, relatórios de experimentos, apresentações, desenvolvimento de projetos e provas.
Norma de Recuperação
Não há.
 
Bibliografia
     
1. Fundamentos da Teoria de Erros, J. H. Vuolo, Ed. Edgard Blucher ltda.
2. Tratamento estatístico de dados em física experimental, O. Helene e V. Vanin, ed. Edgard Blucher.
 

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