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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Av. João Naves de Ávila, 2121 - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902 |
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Plano de Ensino
IDENTIFICAÇÃO
Componente Curricular: |
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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: _________________________
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. |
A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 3950940 e o código CRC CDC40905. |
Referência: Processo nº 23117.060094/2022-88 | SEI nº 3950940 |