Programa de Física do GATE

Código do Assunto: PH

Estrutura do curso

Seções / unidades Tópicos
Seção 1 Física Matemática
Seção 2 Mecânica Clássica
Seção 3 Teoria Eletromagnética
Seção 4 Mecânica quântica
Seção 5 Termodinâmica e Física Estatística
Seção 6 Física Atômica e Molecular
Seção 7 Física e Eletrônica de Estado Sólido
Seção 8 Física Nuclear e de Partículas

Programa do curso

Section 1: Mathematical Physics

  • Espaço vetorial linear -
    • Basis
    • Orthogonality
    • Completeness
  • Matrices
  • Cálculo vetorial
  • Equações diferenciais lineares, elementos de análise complexa
  • Condições de Cauchy Riemann -
    • Teoremas de Cauchy
    • Singularities
    • Teorema do resíduo
    • Applications
  • Transformações de Laplace -
    • Análise de Fourier
  • Ideias elementares sobre tensores -
    • Tensor covariante e contravariante
    • Símbolos Levi-Civita e Christoffel

Section 2: Classical Mechanics

  • Princípio de D'Alembert
  • Coordenadas cíclicas
  • Princípio de variação
  • Equação de movimento de Lagrange
  • força central e problemas de espalhamento
  • Movimento de corpo rígido
  • Pequenas oscilações
  • Formalismos de Hamilton
  • Colchete de Poisson
  • teoria da relatividade especial -
    • Transformações de Lorentz
    • Cinemática relativística
    • Equivalência massa-energia

Section 3: Electromagnetic Theory

  • Soluções de problemas eletrostáticos e magnetostáticos, incluindo valor limite

  • Problems

  • Dielétricos e condutores

  • Equações de Maxwell

  • Potenciais escalares e vetoriais

  • Medidores Coulomb e Lorentz

  • Ondas eletromagnéticas e sua reflexão, refração, interferência, difração e polarização

  • Vetor de Poynting, teorema de Poynting, energia e momento das ondas eletromagnéticas

  • Radiação de uma carga móvel

Section 4: Quantum Mechanics

  • Postulados da mecânica quântica

  • Princípio da incerteza

  • Equação de Schrodinger

  • Problemas potenciais unidimensionais, bidimensionais e tridimensionais

  • Partícula em uma caixa, transmissão através de barreiras de potencial unidimensionais, oscilador harmônico, átomo de hidrogênio

  • Vetores e operadores lineares no espaço de Hilbert

  • Momento angular e rotação

  • Adição de momentos angulares

  • Teoria de perturbação independente do tempo

  • Teoria de espalhamento elementar

Section 5: Thermodynamics and Statistical Physics

  • Leis da termodinâmica
  • Macroestados e microestados
  • Espaço de fase
  • Ensembles
  • Função de partição, energia livre, cálculo de quantidades termodinâmicas
  • Estatística clássica e quântica
  • Gás fermi degenerado
  • Radiação de corpo negro e lei de distribuição de Planck
  • Condensação de Bose-Einstein
  • Transições de fase de primeira e segunda ordem, equilíbrio de fase, ponto crítico

Section 6: Atomic and Molecular Physics

  • Espectros de átomos de um e muitos elétrons
  • Acoplamento Ls e jj
  • Estrutura hiperfina
  • Zeeman e efeitos severos
  • Transições dipolo elétricas e regras de seleção
  • Espectros rotacional e vibracional de moléculas diatômicas
  • Transição eletrônica em moléculas diatômicas, princípio de Franck-Condon
  • Efeito Raman
  • NMR, ESR, espectro de raios-X
  • Lasers -
    • Coeficientes de Einstein
    • Inversão de população
    • Sistemas de dois e três níveis

Section 7: Solid State Physics & Electronics

  • Elementos de cristalografia

  • Métodos de difração para determinação de estrutura

  • União em sólidos

  • Vibrações de rede e propriedades térmicas de sólidos

  • Teoria do elétron livre

  • Teoria de banda de sólidos -

    • Modelos de elétrons quase livres e de ligação firme

  • Metais, semicondutores e isolantes

  • Condutividade, mobilidade e massa efetiva

  • Propriedades ópticas, dielétricas e magnéticas de sólidos

  • Elementos de supercondutividade -

    • Supercondutores Tipo I e Tipo II

    • Efeito Meissner

    • Equação de Londres

  • Dispositivos semicondutores -

    • Diodes

    • Transistores de junção bipolar

    • Transistores de efeito de campo

  • Amplificadores operacionais -

    • Circuitos de feedback negativo

    • Filtros e osciladores ativos

  • Fontes de alimentação regulamentadas

  • Circuitos lógicos digitais básicos, circuitos sequenciais, flip-flops, contadores, registradores, conversão A / D e D / A

Section 8: Nuclear and Particle Physics

  • Raios nucleares e distribuições de carga, energia de ligação nuclear, momentos elétricos e magnéticos
  • Modelos nucleares, modelo de gota líquida -
    • Fórmula de massa semi-empírica
    • Modelo de núcleo de gás de Fermi
    • Modelo de casca nuclear
  • Força nuclear e problema de dois núcleos
  • Decadência alfa, decadência beta, transições eletromagnéticas nos núcleos
  • Espalhamento de Rutherford, reações nucleares, leis de conservação
  • Fissão e fusão
  • Aceleradores e detectores de partículas
  • Partículas elementares, fótons, bárions, mésons e léptons
  • Modelo Quark

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