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 alternada2. Campos eletromagnéticos3. Propriedades ondulatórias da luz: reflexão, refração, interferência e difração4. Espectrofotometria em frequências próximas à da luz visívelObjetivos 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.
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Estudar experimentalmente aspectos do eletromagnetismo, dentre os quais:1. Circuitos elétricos em corrente alternada2. Campos eletromagnéticos3. Propriedades ondulatórias da luz: reflexão, refração, interferência e difração4. Espectrofotometria em frequências próximas à da luz visívelAtravés 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.
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.