Física Para PhD

Introdução

Um PhD em Física representa o mais alto nível de estudo acadêmico, com foco em pesquisa original e no desenvolvimento de novas teorias científicas ou tecnologias. Os candidatos ao doutorado trabalham em tópicos especializados, como computação quântica, física nuclear, astrofísica ou física de partículas de alta energia. Eles realizam pesquisas extensivas, publicam artigos científicos e contribuem para o conhecimento global da física. Um PhD em Física prepara indivíduos para carreiras na academia, em instituições de pesquisa e na indústria de alta tecnologia, onde lideram inovações e resolvem alguns dos desafios científicos mais complexos.

Todos os Capítulos e Tópicos

1.  Mecânica clássica

• 1.1.  Mecânica newtoniana
• 1.1.1.  Leis do movimento na mecânica Newtoniana
• 1.1.2.  Dinâmica de partículas e sistemas
• 1.1.3.  Leis de conservação
• 1.1.4.  Movimento de força central
• 1.2.  Mecânica lagrangiana
• 1.2.1.  Princípio da ação mínima
• 1.2.2.  Equações de Euler-Lagrange
• 1.2.3.  Restrições e coordenadas normalizadas
• 1.2.4.  Teorema de Noether
• 1.3.  Mecânica Hamiltoniana
• 1.3.1.  Equações de Hamilton
• 1.3.2.  Conversão canônica
• 1.3.3.  Colchete de Poisson
• 1.3.4.  Variável ação-ângulo
• 1.4.  Mobilidade de corpo rígido
• 1.4.1.  Rotação de corpos rígidos
• 1.4.2.  Tensor de momento de inércia
• 1.4.3.  Equações de Euler na dinâmica de corpos rígidos
• 1.4.4.  Movimento giroscópico
• 1.5.  Caos e Dinâmica Não Linear
• 1.5.1.  Espaço de fase e atrativo
• 1.5.2.  Teoria da Bifurcação e do Caos
• 1.5.3.  Caos Hamiltoniano
• 1.5.4.  Expoente de Lyapunov

2.  Eletrodinâmica

• 2.1.  As equações de Maxwell
• 2.1.1.  Lei de Gauss para eletricidade
• 2.1.2.  Lei de Gauss para o magnetismo
• 2.1.3.  Lei de Faraday
• 2.1.4.  Ampere's Law
• 2.1.5.  Condições de contorno nas equações de Maxwell
• 2.2.  Ondas eletromagnéticas
• 2.2.1.  Equação de onda
• 2.2.2.  Polarização
• 2.2.3.  Reflexão e Refração
• 2.2.4.  Guias de onda e ressonadores
• 2.3.  Relatividade especial
• 2.3.1.  Transformações de Lorentz
• 2.3.2.  Energia e momentum relativísticos
• 2.3.3.  Eletrodinâmica relativística
• 2.3.4.  Espaço-tempo de Minkowski
• 2.4.  Radiação e dispersão
• 2.4.1.  Radiação de dipolo
• 2.4.2.  Expansão Multipolar
• 2.4.3.  Dispersão de Compton
• 2.4.4.  Dispersão de Thomson e Rayleigh
• 2.5.  Física de Plasma
• 2.5.1.  Tela de Debye
• 2.5.2.  Magnetohidrodinâmica
• 2.5.3.  Instabilidade do plasma
• 2.5.4.  Plasma de Fusão

3.  Mecânica quântica

• 3.1.  Fundamentos da mecânica quântica
• 3.1.1.  Princípios da mecânica quântica
• 3.1.2.  Função de onda e interpretação de probabilidade
• 3.1.3.  Princípio da Incerteza
• 3.1.4.  Tunelamento Quântico
• 3.2.  Equação de Schrödinger
• 3.2.1.  Equação de Schrödinger dependente do tempo
• 3.2.2.  Equação de Schrödinger independente do tempo
• 3.2.3.  Autovalores e autofunções na equação de Schrödinger
• 3.2.4.  Integrais de caminho em mecânica quântica
• 3.3.  Operadores quânticos
• 3.3.1.  Comutadores e observáveis
• 3.3.2.  Operador de momento angular
• 3.3.3.  Ladder Operator
• 3.3.4.  Matrizes de Pauli
• 3.4.  Entrelaçamento quântico e medição
• 3.4.1.  Teorema de Bell
• 3.4.2.  Teletransporte Quântico
• 3.4.3.  Emaranhamento quântico e decoerência quântica na medição
• 3.4.4.  Emaranhamento quântico e medição na mecânica quântica
• 3.5.  Mecânica quântica relativística
• 3.5.1.  Equação de Klein-Gordon
• 3.5.2.  Equação de Dirac
• 3.5.3.  Teoria quântica de campos
• 3.5.4.  Integral de caminho de Feynman

4.  Mecânica estatística e termodinâmica

• 4.1.  Termodinâmica clássica
• 4.1.1.  Leis da Termodinâmica
• 4.1.2.  Ciclo de Carnot
• 4.1.3.  Entropia e energia livre
• 4.1.4.  Eficiência Termodinâmica
• 4.2.  Teoria cinética dos gases
• 4.2.1.  Distribuição de Maxwell–Boltzmann
• 4.2.2.  Fenômeno de transporte
• 4.2.3.  Caminho livre médio
• 4.2.4.  Sistemas fora do equilíbrio na teoria cinética dos gases
• 4.3.  Mecânica Estatística
• 4.3.1.  Microestados e Macroestados
• 4.3.2.  Função de partição
• 4.3.3.  Estatísticas de Bose-Einstein e Fermi-Dirac
• 4.3.4.  Flutuações e correlações
• 4.4.  Transição de fase
• 4.4.1.  Eventos importantes
• 4.4.2.  Teoria de Landau
• 4.4.3.  Modelo de Ising
• 4.4.4.  Teoria do grupo de renormalização

5.  Teoria quântica de campos

• 5.1.  Segunda Quantização
• 5.1.1.  Oscilador harmônico quântico na segunda quantização
• 5.1.2.  Operadores de criação e aniquilação na segunda quantização
• 5.1.3.  Integral de Caminho na Segunda Quantização
• 5.1.4.  Espaço de Fock
• 5.2.  Eletrodinâmica Quântica
• 5.2.1.  Diagramas de Feynman
• 5.2.2.  Renormalização na eletrodinâmica quântica
• 5.2.3.  Invariância de calibre em eletrodinâmica quântica
• 5.2.4.  Polarização do vácuo
• 5.3.  QCD - Cromodinâmica Quântica
• 5.3.1.  Quarks e glúons
• 5.3.2.  Faixa de cores
• 5.3.3.  Lattice QCD
• 5.3.4.  Liberdade assintótica
• 5.4.  Modelo padrão da física de partículas
• 5.4.1.  Teoria eletrofraca
• 5.4.2.  Mecanismo de Higgs
• 5.4.4.  Teorias da Grande Unificação

6.  Relatividade geral e gravidade

• 6.1.  Equações de campo de Einstein
• 6.1.1.  Tensores de Ricci e curvatura escalar
• 6.1.2.  Solução de Schwarzschild
• 6.1.3.  Métrica de Kerr
• 6.1.4.  Ondas gravitacionais
• 6.2.  Cosmologia
• 6.2.1.  Equação de Friedmann
• 6.2.2.  Inflação cósmica
• 6.2.3.  Matéria escura e energia escura
• 6.2.4.  Estrutura em grande escala
• 6.3.  Buracos negros e buracos de minhoca
• 6.3.1.  Horizonte de eventos em buracos negros e buracos de minhoca
• 6.3.2.  Radiação de Hawking
• 6.3.3.  Processo de Penrose
• 6.3.4.  Paradoxo da informação em buracos negros e buracos de minhoca

7.  Física da matéria condensada

• 7.1.  Estrutura cristalina e rede
• 7.1.1.  Redes de Bravais
• 7.1.2.  Teoria de bandas na estrutura cristalina e redes
• 7.1.3.  Fónons na estrutura cristalina e em redes
• 7.1.4.  Teorema de Bloch
• 7.2.  Supercondutividade
• 7.2.1.  Princípio BCS
• 7.2.2.  Efeito Meissner
• 7.2.3.  Supercondutor de Alta Temperatura
• 7.2.4.  Efeito Josephson