Física Atómica e Nuclear

Física-Química a nível do 11º ano do ensino secundário

2 Horas de matriz teórica por semana, onde o docente expõe os conteúdos programáticos da disciplina, recorrendo à ilustração dos conceitos físicos apresentados com exemplos concretos na área da IMR.

1 aula teorico-prática por semana, onde os alunos (separados em turnos com um máximo de 20 alunos) procedem à resolução acompanhada de exercícios de aplicação prática formulados com o intuito de clarificar e relacionar os assuntos abordados na componente teórica.

A consubstanciação da unidade curricular numa matriz que inclui aulas teóricas com utilização do método expositivo e aulas de cariz teórico-prático em turmas reduzidas, permite uma metodologia de ensino que, para além de uma exposição estruturada dos conteúdos, privilegia a sua demonstração, exemplificação e aplicabilidade a situações reais. O complemento com uma orientação de proximidade concorre também no sentido de proporcionar a aquisição de conhecimentos e competências individuais, no desenvolvimento das capacidades para desenvolver trabalho autónomo e aprender ao longo da vida, com base numa metodologia interrogativa e interativa e de potenciação do estudo e pesquisa individual sobre os conteúdos expostos.

Conhecimentos:

• Física atómica e nuclear relevante para a compreensão dos fenómenos de produção de emissão radioactiva e da radioactividade

• Princípios físicos dos traçadores e marcadores radioactivos e relação características físico-químicas / processos fisiológicos

• Princípios físicos e tecnologia em Medicina Nuclear e PET, e em ressonância magnética nuclear (RMN)

Aptidões:

• Utilizar conhecimentos avançados de física atómica e nuclear no recurso a radiofármacos e traçadores radioactivos, e em técnicas de RMN

• Utilizar segura, eficaz e eficientemente a radiação nuclear com fins imagiológicos

Competências:

• Tomar decisões individuais e em ambiente multidisciplinar em matérias que envolvam conhecimento técnico e científico com base na física atómica, nuclear e dos fenómenos relacionados com a radioctividade e a RMN

• Desenvolver a capacidade de aprofundar e expandir conhecimentos em física nuclear, da utilização da radioactividade e da RMN

1 – Introdução à Mecânica Quântica e à radiação electromagnética

Física quântica: radiação térmica, postulado de Planck, espectro electromagnético, dualidade onda-partícula;

Interacção com a matéria e secções eficazes dos processos de interacção; Princípio de incerteza de Heisenberg

2 – O átomo e a estrutura quântica da nuvem electrónica

Modelos atómicos; Energia, momentos angular e magnético, spin, interacção spin-órbita; Transições electrónicas;

Espectroscopia

3 – Física nuclear

Propriedades nucleares; força forte; cisão, fusão e decaimento alfa; Força fraca e decaimento beta, lei do decaimento; Modelos nucleares; Transições electromagnéticas e conversão interna

4 – Física nuclear aplicada em imagiologia

O princípio de Hevesy, marcadores e traçadores radioactivos; Câmara de Anger e Tomografia por emissão de fotão único; Tomografia por emissão de positrões; Produção de radiofármacos.

5 -Imagiologia de Ressonância Magnética Ressonância Magnética Nuclear; Relaxamento e protocolos; IRMf.

NAO

Bibliografia pincipal:

PEDROSO DE LIMA, Física em Medicina Nuclear
Editora: Imprensa da Universidade de Coimbra

TIPLER e MOSCA, Física para Cientistas e Engenheiros (5ª ed.) – volume 2
Editora: LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora Lda

Bibliografia complementar:

Apontamentos escritos fornecidos pelo professor

R. EISBERG, R. RESNICK: FÍSICA QUÂNTICA: ÁTOMOS, MOLÉCULAS, SÓLIDOS, NÚCLEOS E PARTÍCULAS
EDITORA CAMPUS – ELSEVIER