Física Experimental IV


1o semestre 2000/01

Responsável: Prof. João Varela (joao.varela@cern.ch)

Pagina Web http://www.lip.pt/~varela/fexpIV.html

Objectivos
A finalidade do laboratório de Física Experimental IV é proporcionar contacto com algumas experiências de física moderna e, no processo, aprofundar a compreensão das relações entre a experiência e a teoria em física microscópica. Algumas destas  experiências conduziram a avanços importantes na física durante este século.

Programa
Introdução histórica à física moderna

Descoberta do electrão. Efeito de Zeeman. Descoberta dos Raios X e da radioactividade. Marie Curie e os elementos radioactivos.  Radiações alfa, beta e gama. A descoberta da transmutação dos elementos. A experiência de Rutherford. O quantum de luz. Motivações da teoria quântica. O átomo de Bohr. Ondas de matéria. Os princípios quânticos. Raios cósmicos. Descoberta do positrão e do neutrão. Neutrinos. Interacão fraca. Mesões e interacção forte. Descoberta do muão.

Decaímentos radioactivos e interacção das partículas na matéria

Lei do decaímento radioactivo. Tipos de radiação e fontes radioactivas. Transições atómicas e nucleares. Secção eficaz. Absorção de um feixe de partículas na matéria. Interacção de partículas carregadas com a matéria. Ionização. Raios-X. Interacção de gamas com a matéria. Espectroscopia gama (efeito fotoeléctrico, efeito Compton, criação de pares). Radiação e efeitos biológicos.

Átomos e a quatificação da energia

Níveis atómicos. Espectros atómicos. Estrutura fina. Espectrómetros ópticos. Experiência de Frank-Hertz. Emissão termoiónica.

Difracção de raios-X.

Espectroscopia Bragg. Estruturas cristalinas. Produção de raios-X.

Detectores de radiação

Introdução aos detectores. Detectores de ionização e de cintilação. Geigger-Muller. Fotomultiplicadores. Introdução ao equipamento electrónico. Preamplificador e amplificador linear. Discriminador. Analisador multicanal. Unidade de coincidências.

Métodos de análise de dados

Estatística e tratamento de dados. Distribuições de Poisson. e de Gauss. Distribuição qui2. Ajuste dos mínimos quadrados. Estimação dos parâmetros de uma distribuição. Propagação de erros. Combinação de diferentes resultados experimentais.

Lista de experiências

Bibliografia:

Avaliação de conhecimentos:
A avaliação de conhecimentos é individual e contínua. Tem em conta um seminário e um artigo (40%), respostas a questionários, o conteúdo do "log-book", as discussões orais e a atitude nas sessões experimentais (60%).