Vibrações, Ondas e Ótica

Conhecimentos de Base Recomendados

Cálculo Integral e cálculo diferencial
Cinemática e Dinâmica da partícula
Noções de Electromagnetismo

Métodos de Ensino

A metodologia de ensino compreende aulas teóricas e teórico-práticas. Nas aulas teóricas são expostos oralmente os conceitos correspondentes ao conteúdo programático, sempre que possível, consolidados com um exemplo de aplicação. Nas aulas de teórico-práticas é feita a resolução de exercícios de aplicação dos conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas.

Resultados de Aprendizagem

Adquirir os conhecimentos fundamentais sobre oscilações, desde o oscilador ideal e o movimento harmónico simples (MHS), até ao oscilador real, nomeadamente descrevendo o efeito do atrito e da ação de forças externas, isto é, as oscilações amortecidas e forçadas.
Conhecer e saber aplicar as ferramentas usadas para facilitar a análise da sobreposição de MHS.
Dominar os conceitos inerentes aos fenómenos ondulatórios, de modo a permitir identificar as suas várias origens e caracterizar as ondas progressivas vs ondas estacionárias, bem como compreender a propagação das ondas sonoras, o significado do efeito de Doppler e as noções mais fundamentais relacionadas com a origem dos ultrasons e das suas aplicações na área médica.
Apreender os fundamentos da ótica geométrica e ondulatória, com ênfase nos conceitos tecnicamente e clinicamente mais relevantes.
Proporcionar aos alunos uma primeira abordagem aos instrumentos óticos e à utilização dos lasers em medicina e às suas principais aplicações.

Programa

1. Oscilações. Movimento harmónico simples. Sobreposição de dois de movimentos harmónico simples. Oscilações amortecidas. Oscilações forçadas: ressonância
2. Ondas. Ondas transversais e longitudinais. Ondas progressivas e sobreposição de ondas. Ondas estacionárias. Modos normais de vibração. Som. Efeito de Doppler. Ultrassons
3. Ótica geométrica. Natureza da luz. Absorção, reflexão e refração da luz. Propagação da luz: raio ótico, principio da reversibilidade, imagens reais e virtuais. Espelhos e Dioptros. Lentes delgadas e grupos de lentes. Aberrações em espelhos e lentes e sua correcção
4. Instrumentos óticos. Fibras óticas. Câmara fotográfica. Olho humano e correcção dos defeitos de visão. Lupa, microscópio e telescópio
5. Ótica ondulatória. Polarização: leis de Malus e de Brewster. Interferência: de duas fontes coerentes e em filmes finos. Difração: Principio de Huygens, Difracção de Fresnel e de Fraunhofer e critério de Rayleigh. Holografia. LASERs e aplicações biomédicas

Docente(s) responsável(eis)

Milton Augusto Morais Sarmento Pato de Macedo

Métodos de Avaliação

Os alunos podem optar pela realização dos exames finais que constem dos regulamentos vigentes no ISEC ou pelo regime de avaliação distribuída.

O regime de avaliação distribuída consta de:

1) 3 mini-testes (T1 – T3);

2) presença num mínimo de 75% das aulas.

Os 3 mini-testes (T1 – T3) têm a cotação seguinte: T1 - 8 valores; T2 e T3 - 6 valores.

Os dois primeiros mini-testes (T1 e T2) terão lugar durante o período letivo. Existem mínimos para estes mini-testes em conjunto: T1+T2≥5,0. Cumprindo com estes mínimos e com o referido no ponto 2) acima, terão acesso ao terceiro mini-teste (T3) que se realizará na data do exame da Época Normal.

Os alunos obterão aprovação à disciplina se T≥9,5, sendo T a classificação do somatório dos testes, num total de 20 valores.

Os alunos que tenham inicialmente optado pelo regime de avaliação distribuída, mas que não tenham obtido o mínimo na soma dos dois primeiros mini-testes ou não cumpram o referido no ponto 2) terão acesso ao exame da Época Normal.

Os alunos que optem pela realização dos exames finais obterão aprovação à disciplina se E≥9,5, sendo E a classificação do exame final, cotado de 0 a 20 valores.

Na época de recurso, bem como em todas as restantes épocas, todos os alunos farão o exame completo, cotado para 20 valores.


    Estágio(s)

    NAO

    Bibliografia

    – Bueche, F. J., Hecht, E. (2001), Física, McGraw Hill Portugal, 9ª Edição
    – Tipler, P. A. (2000), Física para cientistas e engenheiros, LTC-Livros Técnicos e Científicos Editora, 4ªEdição
    – Sears, F., Zemansky M. W.,. Young, H. D. (1984), Física, LTC-Livros Técnicos e Científicos Editora, 2ª Edição
    – Serway, R. A. (1996), Física, LTC-Livros Técnicos e Científicos Editora, 3ª Edição
    – Pedroso de Lima, J. J. (2005), Biofísica Médica, Imprensa da Universidade de Coimbra
    – Costa, M. M. R. R., de Almeida, M. J. B. M. (1993). Fundamentos de Física. Coimbra: Almedina.
    – Hecht, E. (1991). Óptica. Lisboa: Função Calouste Gulbenkian.
    – Young, H. D., Freedman, R. A. (1996). University Physics, 9th edition. Reading: Addison-Wesley.
    – Niemz, M. H. (2007). Laser-tissue interactions: fundamentals and applications, 3rd edition. Berlin: Springer.