UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Instituto de Física

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

FÍSICA NUCLEAR

Unidade Ofertante:

INSTITUTO DE FÍSICA

Código:

INFIS39508

Período/Série:

PERÍODO

Turma:

G

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

60 horas

Prática:

0

Total:

60 horas

Obrigatória:

( )

Optativa:

(X)

Professor(A):

Lucio Pereira Neves

Ano/Semestre:

2022/01

Observações:

 

 

EMENTA

Introdução às interações fundamentais e partículas elementares. Propriedades macroscópicas dos núcleos. Massas nucleares. Paridade, simetria e spin nuclear. Momentos eletromagnéticos nucleares. Modelos nucleares. Radioatividade. Decaimento alfa. Decaimento beta. Fissão e fusão nuclear.

JUSTIFICATIVA

Disciplina optativa do curso de Bacharelado em Física Médica.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Introduzir ao estudante os conceitos básicos relacionados à física das interações fundamentais, partículas elementares e do núcleo atômico.

Objetivos Específicos:

Introdução às interações fundamentais e partículas elementares; Propriedades macroscópicas dos núcleos; Massas nucleares; Paridade, simetria e spin nuclear; Momentos eletromagnéticos nucleares; Momentos eletromagnéticos nucleares; Modelos nucleares; Radioatividade; Decaimento alfa; Decaimento beta; Fissão e fusão nuclear

PROGRAMA

1 Introdução às interações fundamentais e partículas elementares

1.1 A descoberta do núcleo atômico

1.2 Interações fundamentais

1.3 Bósons e férmions

1.4 Partículas elementares

2  Propriedades macroscópicas dos núcleos

2.1 Núcleos e carta de nuclídeos

2.2 Estabilidade nuclear

2.3 Raio nuclear

2.4 Espalhamento Rutherford

2.5 Método dos núcleos especulares

2.6 Densidade nuclear

3 Massas nucleares

3.1 Espectrometria de massa

3.2 Energética das reações nucleares

3.3 Energia de ligação nuclear

3.4 Fórmula semi-empírica de massa: modelo da gota líquida

3.5 Matéria nuclear

4 Paridade, simetria e spin nuclear

4.1 Paridade

4.2 Princípio de exclusão de Pauli

4.3 Momento angular e spin

4.4 Spin nuclear

4.5 Isospin

4.6 Princípio de Pauli generalizado

5 Momentos eletromagnéticos nucleares

5.1 Momentos de multipolo elétrico

5.2 Momento de quadrupolo elétrico e a forma nuclear

5.3 Momento de dipolo magnético

5.4 Estados excitados dos núcleos

6 Modelos nucleares

6.1 Aproximação de partícula independente

6.2 Modelo de gás de Fermi

6.3 Modelo de camadas nuclear

6.4 Modelos coletivos: estados rotacionais e vibracionais

7 Radioatividade

7.1 Lei do decaimento radioativo

7.2 Cadeia de decaimentos sucessivos

7.3 Interação radiação-matéria

7.4 Efeito fotoelétrico

7.5 Efeito Compton

7.6 Unidades de radiação

7.7 Radioatividade e meio ambiente

7.8 Radionuclídeos naturais e fontes naturais de radiação terrestre

7.9 Radionuclídeos antropogênicos

7.10 Radiação cósmica

7.11 Exposição da população à radiação de fundo ambiental

8 Decaimento alfa

8.1 Energia cinética das partículas alfa

8.2 Teoria do decaimento alfa

8.3 Espectroscopia alfa

9 Decaimento beta

9.1 Espectro de energia

9.2 Energética dos decaimentos beta

9.3 Teoria de Fermi

9.4 Massa do neutrino

10 Fissão e fusão nuclear

10.1 Fissão nuclear: modelo da gota líquida

10.2 Fissão espontânea

10.3 Fissão induzida

10.4 Fusão nuclear

10.5 Fusão termonuclear

10.6 Evolução estelar e núcleo-síntese

METODOLOGIA

As aulas serão apresentadas na forma de seminários, empregando data-show e quadro. Durante as aulas será realizada uma discussão sobre os temas, para que os alunos possam entender melhor os temas abordados.

Em cada aula, os alunos têm a oportunidade de interagir, podendo interromper a explicação a qualquer momento, possibilitando a interação entre os alunos e o professor. Serão discutidos temas práticos, com aplicações no cotidiano dos alunos.

Disponibilização de material didático e listas de exercícios: Serão disponibilizados para os alunos arquivos PDF por meio de uma pasta criada no canal Microsoft TEAMS. Esta plataforma será usada como auxiliar do curso.

Atividades Complementares Assíncronas: Listas de exercícios e roteiros de estudos passados aos alunos por plataforma eletrônica de ensino (Microsoft TEAMS).

Instruções para acesso ao Microsoft TEAMS (Devem ser realizadas nesta ordem):

1.      Todo(a)s devem ter seu email institucional na forma: *usuário*@ufu.br;

2.      Acesse: http://www.comunica.ufu.br/comunicado/2020/05/office-365-education-esta-disponivel-para-os-usuarios-de-e-mails-ufu-br

3.      Siga as instruções de cadastro;

4.     Envie um e-mail para o docente da disciplina (lucio.neves@ufu.br), informando o seu e-mail UFU empregado no cadastro do Microsoft TEAMS.

No total, serão ministradas 68 horas-aula presenciais e 4 horas-aula assíncronas (considerando as 17 semanas de aulas, conforme calendário acadêmico aprovado pela Resolução 56/2022 do CONGRAD (3846669)).

AVALIAÇÃO

Serão empregados os seguintes métodos de avaliação:

1. Três provas a serem realizadas em momentos distintos do curso.

2. Avaliações semanais, entregues pela plataforma Microsoft TEAMS.

3. A nota final (NF) será calculada como a média aritmética das três provas (P), com peso de 50%, somada a média aritmética das avaliações semanais (AS), também com peso de 50%.

4. Será realizada uma atividade avaliativa de recuperação de aprendizagem (AARA), conforme o disposto no Art. 141. da RESOLUÇÃO CONGRAD Nº 46, DE 28 DE MARÇO DE 2022:

Será garantida a realização de, ao menos, uma atividade avaliativa de recuperação de aprendizagem ao estudante que não obtiver o rendimento mínimo para aprovação e com frequência mínima de 75% (setenta e cinco por cento) no componente curricular.

5. Caso o discente realize a AARA, a nova nota final (NF2) será calculada como a média aritmética simples entre a NF e a AARA.

BIBLIOGRAFIA

Básica

EISBERG, R.; RESNICK, R. Física quântica: átomos, moléculas, sólidos, núcleos e partículas. Rio de Janeiro: Campus, 1988.

TIPLER P. A.; LLEWELLYN R.A. Física moderna. 3.ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2001.

WONG, S.S.M. Introductory nuclear physics. New York: J. Wiley, 2004.

Complementar

ABRAGAM, A. The Principles of Nuclear Magnetism. Oxford [Oxfordshire]: Clarendon; New York: Oxford University Press, 1983, 1961.

BRYAN, J. C. Introduction to Nuclear Science. Boca Raton, FL: CRC Press, 2013.

CARUSO, F.; OGURI, V. Física moderna: origens clássicas e fundamentos quânticos. Rio de Janeiro: Campus, 2006.

HALLIDAY, D.; RESNICK, R. Fundamentos de física. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1991. V. 4.

HERMAN, C.; JOHNSON, T.E. Introduction to Health Physics. 4. ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2009.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 


logotipo

Documento assinado eletronicamente por Lucio Pereira Neves, Professor(a) do Magistério Superior, em 26/09/2022, às 20:05, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.


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Referência: Processo nº 23117.060094/2022-88 SEI nº 3950940