Conhecendo o Curso Licenciatura em Física

O curso a distância de Licenciatura em Física tem como objetivo formar professores de Física para o ensino médio e Educação Profissional. O professor de Física é um profissional que, apoiado em conhecimentos sólidos e atualizados em Física, deve, em suas atividades docentes, ser capaz de abordar e tratar problemas novos e tradicionais e, através de uma transposição didática adequada, possibilitar aos seus alunos o acesso ao saber e fazer científico e tecnológico. Ele será formado para planejar e desenvolver diferentes experiências didáticas em Física e elaborar ou adaptar materiais didáticos de diferentes naturezas, identificando seus objetivos formativos, de aprendizagem e educacionais. A trajetória formativa do licenciado em Física leva em conta tanto as perspectivas tradicionais de atuação dessa profissão, como as novas possibilidades que vêm emergindo nas últimas décadas, tais como aquelas demandadas pela pesquisa em Ensino de Física e de Ciências, atividades para as quais esses profissionais também têm preparação.

Para além das atividades de ensino, o Licenciado estará qualificado para o planejamento e gestão educacional, desenvolvimento ou aperfeiçoamento de materiais didáticos e recursos tecnológicos para o ensino, atuação em atividades educacionais não escolares e pesquisa. Com a devida formação continuada, poderá atuar em outros contextos onde se faça necessária a presença do Físico, como no segmento industrial, nuclear e médico.

Já no início, o currículo envolve muita matemática e física básica. A partir do segundo ano, você começa a estudar física avançada, eletromagnetismo, eletrostática, termodinâmica, astrofísica e a fazer muitos experimentos práticos. Para lecionar nos ensinos fundamental e médio é preciso cursar licenciatura (veja também o verbete "Ciências Naturais"). Ao final, é obrigatória a apresentação de uma monografia, além da realização de estágio.

 Atenção: Algumas escolas oferecem enfoque específico, como física médica e computacional. Entre várias habilitações, a Unicamp oferece licenciatura integrada em química/física: o aluno cursa durante três anos matérias generalistas das duas áreas e, depois, opta por uma ou outra (mais dois anos) ou ambas. Duração média: quatro anos.

  

Mercado de Trabalho

“O licenciado encontra mercado extremamente aquecido, diante da carência de professores com formação em ciências exatas”, diz Jun Takahashi, coordenador do curso de Física da Unicamp. A demanda é grande em escolas públicas e particulares e cursinhos, em todo o país. Mas instituições financeiras, indústrias e departamentos de tecnologia da informação de grandes empresas buscam recém-formados, tanto da licenciatura quanto do bacharelado. A Petrobras contrata para atuar em pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias de prospecção e extração de petróleo. Sul e Sudeste concentram as vagas em grandes empresas e na área acadêmica. O Nordeste oferece oportunidades em universidades federais.

 Salário inicial: R$ 1.567,00 por 40 horas semanais para o professor da educação básica na rede pública (fonte: MEC);

Fontes: UTFPR, IFRJ, GUIA DO ESTUDANTE

Grade do Curso

Fluxograma IFRJ 2012.1

Plano de Disciplina

1° Período

FÍSICA BÁSICA I

CONCEITOS DE MECÂNICA DO ENSINO MÉDIO:

Introdução aos conceitos do movimento; Cinemática Escalar e Vetorial; Dinâmica: Leis de Newton, Trabalho e Energia, Impulso e Quantidade de Movimento, Estática; Hidrostática.

METROLOGIA PARA PROFESSORES DE FÍSICA I

CONCEITOS BÁSICOS DE METROLOGIA:

Métodos de Medição; Características dos Sistemas de Medição; Algarismos Significativos; Vocabulário Internacional de Metrologia – VIM.

ERROS E INCERTEZA DE MEDIÇÃO:

Definição de Erro e Incerteza de medição; Tipos de Erros; Exemplo de Erro Sistemático e Erro Aleatório; Tratamento conceitual de Incerteza.

FUNÇÃO DISTRIBUIÇÃO DE PROBABILIDADE:

Construção de Histograma; Distribuição Normal; Distribuição t- student; Distribuição Retangular e Triangular.

PRÉ-CÁLCULO

Funções: Definição, domínio, imagem, gráfico. Funções injetoras, sobrejetoras e bijetoras. Função composta e função inversa. Funções especiais: polinômios, logaritmos e exponenciais, trigonométricas e trigonométricas inversas. Limites: definição, teoremas sobre limites, limites no infinito, limites infinitos, limites fundamentais, formas indeterminadas. Continuidade de funções

HISTÓRIA E FILOSOFIA DA CIÊNCIA I

            Processo de construção do saber científico ao longo da história; entendimento de ciência; a História e a Filosofia da ciência como um campo de conhecimento e suas relações com o ensino de ciências e matemática, caráter teórico-epistemológicas sobre a natureza da ciência; diferentes concepções de ciência na prática educacional; a ciência como “uma forma” de conhecimento e como uma ferramenta para construção de conhecimento sobre a realidade; as origens históricas e epistemológicas da ciência; o século XX e os primórdios da crise na ciência.

SOCIEDADE, CULTURA E EDUCAÇÃO

Conceitos filosóficos, sociológicos e antropológicos de ser humano e educação. Pensamento clássico e contemporâneo sobre educação. As relações entre Estado, sociedade e escola. A escola como dispositivo de inclusão e exclusão. Relações étnico-raciais, diversidade e ética no cotidiano escolar.

COMUNICAÇÃO E INFORMAÇÃO

            Introdução à comunicação, linguagem e informação. Funções da linguagem. Variação linguística e níveis de linguagem. Língua oral e língua escrita. Tipologia textual. Coesão e coerência textuais. Técnicas de exposição e de argumentação. Técnicas de leitura e interpretação de textos.

2° Período

FÍSICA BÁSICA II

CONCEITOS DE ÓPTICA GEOMÉTRICA DO ENSINO MÉDIO:

PROPRIEDADES DA LUZ:

A propagação da Luz; Princípio de Huygens; Princípio de Fermat; Mecanismos físicos para reflexão e refração; Reflexão especular e reflexão difusa; Intensidade relativa da luz refletida e transmitida; Reflexão interna total; Miragens; Dispersão; Demonstração das leis da reflexão e da refração (princípios de Huygens e Fermat)

IMAGENS ÓTICAS:

Espelhos planos; Espelhos esféricos; Imagens formadas por refração; Lentes finas (delgadas); Instrumentos óticos (Olho, lupa, microscópio composto e telescópio); Óptica da visão;

CONCEITOS DE FÍSICA TÉRMICA DO ENSINO MÉDIO:

Termometria; Dilatação; Calorimetria; Estudo dos Gases

METROLOGIA PARA PROFESSORES DE FÍSICA II

MEDIÇÕES: Medições Diretas; Medições Indiretas; Fatores de influência na medição; Incertezas tipo A e B; Estimativa de Incerteza de medição; Regras práticas para determinação de incertezas tipo B; Estimativa de incerteza de instrumentos não calibrados; Graus de liberdade efetivos; Expressão de resultados de medição

PROPAGAÇÃO DE INCERTEZAS: Independência e correlação de variáveis aleatórias; Cálculo de propagação de incertezas

GRÁFICOS E AJUSTES: Determinação das escalas dos eixos coordenados; Regressão linear; Equações de ajuste; Incerteza de ajuste

GEOMETRIA ANALÍTICA

Vetores no R2 e R3. Produto escalar e produto vetorial. Curvas planas: correspondência entre curvas e equações cartesianas. Reta, circunferência, cônicas. Curvas e superfícies no R3: correspondência entre superfícies e equações. Sistemas de coordenadas no espaço. Planos e retas no R3. Outras superfícies: superfícies de revolução, superfícies quádricas.

HISTÓRIA E FILOSOFIA DA CIÊNCIA II

            Nesta disciplina, que se segue à História e Filosofia da Ciência I, o enfoque recai sobre os processos de crítica à possibilidade de conhecimento e ao saber-fazer científico ao longo da história, em um período que abrange cerca de 2500 anos do pensamento ocidental – dos gregos aos primórdios do século XX. Parte-se da necessidade de, enfocando e discutindo os processos de crítica à possibilidade do conhecimento e a prática científica ao longo da história, trazer à luz um conceito da ciência como fazer humano.

1    O que é filosofia? Diferença entre filosofia e ciência; O sentido da “filosofia da ciência”.
O ceticismo na Antiguidade (significação do Helenismo para o desenvolvimento da ciência e a doutrina de Pirro de Élida).
origem e desenvolvimento da visão naturalista do mundo (fim da Idade Média e Renascimento: o nominalismo de Ockham e o voluntarismo de Scotus, o ceticismo de Hume, os sensualistas); Kant e o Iluminismo.
Tempos de ruptura: a crise da tradição racionalista
O romantismo;
Schopenhauer X Hegel;
As filosofias da vida: Schopenhauer, Nietzsche, Bergson, Klages e Scheler;
O movimento fenomenológico (Husserl, Heidegger e Scheler). O ceticismo contemporâneo na forma do psicologismo e seu combate nas Investigações Lógicas de Husserl.
O século XX: debates epistemológicos em torno das ciências naturais:
O Positivismo Lógico;
As idéias de Popper;
A Filosofia de Thomas Kuhn;
Ciência e tecnologia.
Ciência, ética e política no século XXI:
A “dispersão” do homem;
As sociedades de controle (Herbert Marcuse).

CONTEMPORANEIDADE, SUBJETIVIDADE E PRÁTICAS ESCOLARES

Interfaces Psicologia e Educação. Relações institucionais. Contextualização social da escola e os atravessamentos no ensino e aprendizagem. Teorias do desenvolvimento.

HISTÓRIA, POLÍTICAS E LEGISLAÇÃO DA EDUCAÇÃO

            Introdução à comunicação, linguagem e informação. Funções da linguagem. Variação linguística e níveis de linguagem. Língua oral e língua escrita. Tipologia textual. Coesão e coerência textuais. Técnicas de exposição e de argumentação. Técnicas de leitura e interpretação de textos.

  

PRODUÇÃO DE TEXTOS ACADÊMICOS

            Técnicas de estudos e leituras no ambiente acadêmico. Funções do texto acadêmico. Linguagem no texto acadêmico. Linguagem, características e estrutura de fichamento, resenha, resumo, ensaio / paper, artigo, projeto e relatório.

3° Período

FÍSICA BÁSICA III

CONCEITOS DE ELETRODINÂMICA DO ENSINO MÉDIO:

Corrente, tensão, resistência, circuitos elétricos, associação de resistores, potência elétrica, geradores e receptores.

QUÍMICA PARA PROFESSORES DE FÍSICA I

Estrutura atômica. Tabela Periódica. Ligações Químicas. Funções Inorgânicas. Relações Numéricas. Soluções. Termoquímica. Eletroquímica. Radioatividade;

CÁLCULO I

Derivada: Definição. Interpretação geométrica e física. Derivadas de funções elementares e transcendentais. Regras de derivação. Funções implícitas e taxas relacionadas. Aplicações de derivadas. Integrais: Integração indefinida. Mudança de variáveis. Integrais definidas e Teorema Fundamental do Cálculo. Aplicações de integrais definidas. Técnicas de integração. Formas indeterminadas, Regra de L´Hôpital. Integrais impróprias.

FÍSICA EM SALA DE AULA I

Conteúdo programático de Óptica no Ensino Médio, levando em conta dos documentos oficiais de referência, como os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN´s);

Tendências atuais em Ensino de Óptica Geométrica, como: atividades investigativas, ensino com ênfase CTS, história da ciência no ensino, uso crítico do laboratório didático de ciências, linguagem e conhecimento, novas tecnologias, física e arte, levando em conta alguns resultados de pesquisa em Ensino de Óptica Geométrica;

Concepções Alternativas identificadas no Ensino de Óptica Geométrica;

A evolução histórica dos conceitos da Óptica;

Análise crítica de conceitos de Óptica apresentados em livros didáticos;

Elaboração de projetos – aula de Óptica com experimentos de laboratório e atividades de baixo custo;

Pesquisa e análise de aparatos e/ou experimentos de Óptica existentes em espaços não-formais;

METODOLOGIA DO ENSINO DE CIÊNCIAS

O que é ciência. A evolução histórica do Ensino de Ciências no Brasil e os grandes projetos curriculares (PCNs). Tendências Atuais em Ensino de Ciências. Concepções Epistemológicas do Ensino de Ciências. O Papel da História da Ciência no Ensino de Ciências. O Ensino de Ciências em CTS e CTSA. A Experimentação em Ensino de Ciências (laboratório e material alternativo). Análise de materiais e de recursos didáticos. Educação Não Formal, via Centros e Museus de Ciência e Tecnologia, como elemento constitutivo da prática pedagógica do licenciando.

DIDÁTICA

            Fundamentos históricos da didática e seus campos de estudos. As tendências didáticas e sua aplicação à realidade da Educação Básica. A didática como tempo/espaço de reflexão/ação sobre o processo ensino-aprendizagem. A construção da identidade, os papéis e saberes necessários ao docente. A construção da prática pedagógica e seus elementos estruturantes: o currículo, o planejamento, os métodos e a avaliação da aprendizagem. Os desafios da prática pedagógica no contexto da diversidade.

OFICINA DE TEXTOS I

            Leitura e produção textual de textos técnicos, acadêmicos e literários como material de reflexão estética e compreensão de mundo.

4° Período

FÍSICA GERAL I

MOVIMENTO EM UMA DIMENSÃO

1. Deslocamento, velocidade e velocidade escalar; 2. Aceleração; 3. Movimento com aceleração constante

MOVIMENTOS EM DUAS E TRÊS DIMENSÕES

1. Vetor deslocamento; 2. Posição, velocidade e aceleração; 3. Movimento dos projéteis

LEIS DE NEWTON

1. Primeira lei de Newton; 2. Segunda lei de Newton; 3. Força peso; 4. Terceira lei de Newton; 5. Forças da natureza

APLICAÇÕES DAS LEIS DE NEWTON

1.       Força de atrito; 2. Movimento circular; 3. Forças de arraste

TRABALHO E ENERGIA

1. Trabalho e energia cinética; 2. Trabalho e energia em três dimensões; 3. Potência; 4. Energia potencial

CONSERVAÇÃO DA ENERGIA

1. Conservação da energia mecânica; 2. Conservação da energia; 3. Massa e energia

4. Quantização da energia

SISTEMAS DE PARTÍCULAS E CONSERVAÇÃO DO MOMENTUM LINEAR

1. Centro de massa; 2. Localização do centro de massa por integração; 3. Movimento do centro de massa; 4. Conservação do momento; 5. Energia cinética de um sistema; 6. Colisões; 7. Referencial do centro de massa

ROTAÇÃO

1. Velocidade angular e aceleração angular; 2. Torque, momento de inércia e segunda lei de Newton para a rotação; 3. Cálculo do momento de inércia; 4. Aplicações da segunda lei de Newton à rotação; 5. Energia cinética de rotação; 6. Rolamento

CONSERVAÇÃO DO MOMENTUM ANGULAR

1. Natureza vetorial da rotação; 2. Momento angular; 3. Torque e momento angular;  

4. Conservação do momento angular; 5. Quantização do momento angular

EQUILÍBRIO ESTÁTICO E ELASTICIDADE

1. Condições de equilíbrio; 2. Centro de gravidade; 3. Exemplos de equilíbrio estático

4. Equilíbrio estático num referencial acelerado; 5. Estabilidade do equilíbrio de rotação

6. Tensão e deformação.

CIÊNCIAS AMBIENTAIS

O Meio Ambiente – um estudo interdisciplinar. Ecologia - conceitos básicos. Atmosfera, hidrosfera, solo - características e principais problemas ambientais. Educação Ambiental – política, sociedade e economia. Educação Ambiental na formação de professores.

CÁLCULO II

Funções de várias variáveis. Diferencial, derivadas direcionais, gradiente, jacobiana. Funções implícitas. Máximos e mínimos. Gradiente, divergente, rotacional. Integrais múltiplas. Coordenadas polares, cilíndricas e esféricas. Mudança de variáveis em integrais múltiplas. Integral de linha e de superfície. Teoremas de Green, Gauss e Stokes.

METODOLOGIA DO ENSINO DE FÍSICA

A História do Ensino de Física no Brasil e no mundo. Visão panorâmica do Estado da arte atual do Ensino de Física. Tendências e estudo de cenários futuros.

LIBRAS

Definição de Libras, cultura e comunidade surda. Escuta Brasil. Batismo do sinal pessoal.

Expressões faciais afetivas e expressões faciais específicas: interrogativas, exclamativas, negativas e afirmativas. Homonímia e Polissemia. Quantidade, número cardinal e ordinal. Valores (monetários). Estruturas interrogativas. Uso do espaço e comparação. Classificadores para formas. Classificadores descritivos para objetivos. Localização Espacial e temporal. Advérbio de tempo. Famílias.

OFICINA DE TEXTOS II

            O discurso dissertativo argumentativo: análise, organização e expressão escrita de opinião pessoal sobre temas diversos; análise e expressão escrita de textos informativos e científicos; processos de exposição oral de ideias.

5° Período

FÍSICA GERAL II

EQUILÍBRIO ESTÁTICO E ELASTICIDADE:

Condições de equilíbrio; Centro de gravidade; Exemplos de equilíbrio estático; Equilíbrio estático num referencial acelerado; Estabilidade do equilíbrio de rotação; Tensão e deformação;

GRAVIDADE:

As Leis de Kepler; A Lei da Gravitação de Newton; Energia Potencial gravitacional; O campo Gravitacional g;

OSCILAÇÕES: Movimento harmônico simples; Energia no movimento harmônico simples; Alguns sistemas oscilantes; Oscilações amortecidas; Oscilações forçadas e ressonâncias;

MOVIMENTO ONDULATÓRIO: Movimento ondulatório simples; Ondas periódicas; Ondas em três dimensões; Ondas incidindo sobre barreiras; Efeito Doppler e ondas de choque;

SUPERPOSIÇÃO DE ONDAS E ONDAS ESTACIONÁRIAS: Superposição de ondas; Ondas estacionárias; Superposição de ondas estacionárias; Análise harmônica e síntese harmônica; Pacotes de ondas e dispersão.

FÍSICA GERAL III

DISTRIBUIÇÕES DISCRETAS DE CARGA

1. Carga elétrica; 2. Condutores e isolantes; 3. Lei de Coulomb; 4. Campo elétrico;

5. Linhas de campo elétrico; 6. Movimento das cargas puntiformes nos campos elétricos

7. Dipolos elétricos

DISTRIBUIÇÕES CONTÍNUAS DE CARGA

1. Cálculo do campo elétrico a partir da lei de Coulomb; 2. Lei de Gauss; 3. Cálculo do campo elétrico a partir da Lei de Gauss ; 4. Descontinuidade do campo elétrico; 5. Cargas e campos elétricos em superfícies condutoras; 6. Dedução da lei de Gauss a partir da lei de Coulomb

POTENCIAL ELÉTRICO

1. Diferença de potencial; 2. Potencial elétrico devido a um sistema de cargas puntiformes; 3. Cálculo campo elétrico a partir do potencial; 4. Cálculo do potencial para distribuições contínuas de carga; 5. Superfícies equipotenciais

ENERGIA ELETROSTÁTICA E CAPACITÂNCIA

1. Energia potencial eletrostática; 2. Capacitância; 3. Armazenamento de energia elétrica; 4. Capacitores, baterias e circuitos; 5. Dielétricos; 6. Estrutura molecular de um dielétrico

CORRENTE ELÉTRICA E CIRCUITOS DE CORRENTE CONTÍNUA

1. A corrente e movimento de cargas; 2. Resistência e lei de Ohm; 3. Energia nos circuitos elétricos; 4. Combinações de resistores; 5. Regras de Kirchhoff; 6. Circuitos RC

CAMPO MAGNÉTICO

1. A força exercida por um campo magnético; 2. Movimento de uma carga em um campo magnético; 3. Torques sobre espiras com corrente e ímãs; 4. Efeito Hall

FONTES DO CAMPO MAGNÉTICO

1. O campo magnético de cargas móveis pontuais; 2. O campo magnético de correntes: A lei de Biot-Savart; 3. Lei de Gauss para o magnetismo; 4. Lei de Ampère;5. Magnetismo nos materiais

CÁLCULO III

Sequências e séries de números. Testes de convergência. Séries de potência e raio de convergência. Séries de Taylor. Equações diferenciais elementares de 1ª ordem. Equações diferenciais lineares de ordem maior que um e com coeficientes constantes. Aplicações de EDO´s a Física e Química. Transformada de Laplace.

FÍSICA EM SALA DE AULA II

Conteúdo programático de Mecânica no Ensino Médio, levando em conta dos documentos oficiais de referência, como os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN´s);

Tendências atuais em Ensino de Mecânica, como: atividades investigativas, ensino com ênfase CTS, história da ciência no ensino, uso crítico do laboratório didático de ciências, linguagem e conhecimento, novas tecnologias, física e arte, levando em conta alguns resultados de pesquisa em Ensino de Mecânica.

Concepções Alternativas identificadas no Ensino de Mecânica.

A evolução histórica dos conceitos da Mecânica.

Análise crítica de conceitos de Mecânica apresentados em livros didáticos;

Elaboração de projetos – aula de Mecânica com experimentos de laboratório e atividades de baixo custo;

Pesquisa e análise de aparatos e/ou experimentos de Mecânica existentes em espaços não-formais;

ESTÁGIO I

Mapeamento da instituição de ensino;

Conhecimento da organização administrativa e pedagógica da instituição escolar pesquisa dos documentos legais inerentes a ela;

Compreensão da proposta administrativo-pedagógica da escola; Investigação da prática pedagógica; Investigação e análise do projeto pedagógico da escola, como instrumento que orienta a ação docente e a ação do gestor educacional;

Aproximação do acadêmico com a realidade social e pedagógica do trabalho educativo; Pesquisa da prática.

6° Período

ELETROMAGNETISMO E ÓTICA FÍSICA

INDUÇÃO MAGNÉTICA

1. Fluxo magnético; 2. FEM induzida e Lei de Faraday; 3. Lei de Lenz; 4. FEM induzida por movimento; 5. Correntes parasitas; 6. Indutância; 7. Energia magnética; 8. Circuitos RL

9. Propriedades magnéticas de Supercondutores

CIRCUITOS COM CORRENTE ALTERNADA

1. Geradores de corrente alternada; 2. Corrente alternada em um resistor; 3. Circuitos com corrente alternada; 4. Fasores; 5. Circuitos LC e RLC sem um gerador; 6. Circuitos RLC excitados; 7. O transformador

EQUAÇÕES DE MAXWELL E ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

1. Corrente de deslocamento de Maxwell; 2. Equações de Maxwell (forma integral) 3. Equações de Maxwell na forma diferencial (passagem da forma integral para a forma diferencial); 4. Ondas eletromagnéticas; 5. O espectro eletromagnético; 6. Produção de ondas eletromagnéticas; 7. Radiação de um dipolo elétrico; 8. Energia e quantidade de movimento em uma onda eletromagnética; 9. Equação de onda para ondas eletromagnéticas.

PROPRIEDADES DA LUZ (ONDA ELETROMAGNÉTICA)

1. Dualidade onda-partícula; 2. Espectro de luz; 3. Fontes de luz; 4. Velocidade da luz

5. Polarização;

INTERFERÊNCIA E DIFRAÇÃO (ONDA ELETROMAGNÉTICA)

1. Diferença de fase e coerência; 2. Interferência em filmes finos; 3. Padrão de interferência em duas fendas; 4. Padrão de difração em uma única fenda; 5. Usando fasores para somar ondas harmônicas; 6. Difração de Fraunhofer e Fresnel 7. Difração e resolução 8. Redes de difração e holograma.

FÍSICA GERAL IV

FLUIDOS :

1. Massa específica; 2. Pressão num fluido; 3. Empuxo e princípio de Arquimedes

4. Fluidos em movimento;

TEMPERATURA E TEORIA CINÉTICA DOS GASES

1. Equilíbrio térmico e temperatura; 2. As escalas de temperatura Celsius e Fahrenheit; 3. Termômetros a gás e escala de temperatura absoluta; 4. A lei dos gases ideais; 5. Teoria cinética dos gases

CALOR E A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA

1.Capacidade calorífica e calor específico; 2. Mudança de fase e calor latente; 3. A experiência de Joule e a primeira lei da termodinâmica; 4. A lei de resfriamento de Newton;

 5. Energia interna de um gás ideal; 6. Trabalho e diagrama PV de um gás; 7. Capacidades caloríficas dos gases e teorema da equipartição; 8. Capacidades caloríficas dos sólidos; 9. Falha do teorema da equipartição; 10. Compressão adiabática quase-estática de um gás;

A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA

1. Máquinas térmicas e a segunda lei da termodinâmica; 2.Refrigeradores e a segunda lei da termodinâmica; 3. Equivalência entre os enunciados de Kelvin e de Clausius; 4. A máquina de Carnot; 5. Bombas de calor; 6. Irreversibilidade e desordem; 7. Entropia; 8. Entropia e disponibilidade de energia; 9. Entropia e probabilidade;

PROPRIEDADES TÉRMICAS E PROCESSOS TÉRMICOS

1. Dilatação térmica; 2. Equação de van der Waals e as isotermas líquido-vapor; 3. Diagramas de fase 4. Transferência de energia térmica (Condução, convecção e radiação).

PESQUISA EM ENSINO DE FÍSICA

Aprofundamento no estudo das linhas de pesquisa principais da área de Pesquisa em Ensino de Física no Brasil, através da leitura de artigos, reflexões e discussões relacionadas.

Sistematização dos principais pesquisadores referência na área, assim como das instituições de destaque em Pesquisa em Ensino de Física no Brasil.

Análise da qualificação de periódicos principais e dos mecanismos de acesso aos estes;

Aquisição de visão panorâmica do atual estado da arte da Pesquisa em Ensino de Física, pesquisadores referência e principais veículos de divulgação;

Organização dos principais eventos na área de Pesquisa em Ensino de Física.

ESTÁGIO II

Atividades de co-participação junto ao professor supervisor. Vivência de prática pedagógica em sala de aula; Desenvolvimento de habilidades docente. Articulação de teoria-prática. Reflexão sobre a realidade observada a partir de uma problematização que se constitui em uma forma de iniciação à pesquisa educacional.

TEORIA E P´RATICA CIENTIFICA

1) Teoria e prática científica: modalidades e metodologias de pesquisa científica: pesquisa quantitativa, pesquisa qualitativa, pesquisa etnográfica, pesquisa participante, pesquisa-ação, estudo de caso, análise de conteúdo, pesquisa bibliográfica, pesquisa documental, pesquisa experimental, pesquisa de campo, pesquisa exploratória, pesquisa explicativa;

2) Técnicas de Pesquisa científica;

3) Como elaborar projetos de pesquisa: justificativa do tema e descrição de objetivos, estrutura do texto, levantamento de fontes e documentos, atividade de pesquisa e documentação, análise de dados, relato de resultados;

4) Diferenciação entre algumas modalidades de trabalhos científicos: monografia, trabalho de conclusão de curso, dissertação de mestrado, tese de doutorado, artigos.

5) O processo de orientação.

6) A defesa pública do trabalho científico.

7° Período

FÍSICA MODERNA I

RELATIVIDADE I

1. Provas experimentais da relatividade; 2. Os postulados de Einstein; 3. A transformação de Lorentz; 4. Dilatação dos tempos e contração das distâncias; 5. O efeito Doppler; 6. O paradoxo dos gêmeos; 7. Experimento velocidade da luz

RELATIVIDADE II

1. Momento relativístico; 2. Energia relativística; 3. Conversão de massa em energia e energia de ligação; 4. Massa invariante; 5. Relatividade geral;

QUANTIZAÇÃO DA CARGA, LUZ E ENERGIA

1. Quantização da carga elétrica; 2. Experimento de Millikan; 3. Radiação de corpo negro; 4. O efeito fotoelétrico; 5. Raios X e efeito Compton; 6. Experimento razão q/e

O ÁTOMO NUCLEAR

1. Espectros atômicos; 2. O modelo nuclear de Rutherford; 3. O modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio. (Fazer o experimento: razão e/m); 4. Espectros de raios X; 5. Experimento razão h/e; 6. O experimento de Franck-Hertz; 7. Crítica da Teoria de Bohr e da “Velha” Mecânica Quântica.

FÍSICA CLÁSSICA

MOVIMENTO UNIDIMENSIONAL DE UMA PARTÍCULA

1. Teorema do momento e da energia; 2. Força aplicada dependente do tempo; 3. Força de amortecimento dependente da velocidade; 4. Força conservativa dependente de posição. Energia potencial; 5. Oscilador harmônico simples; 6. Oscilador harmônico amortecido

7. Oscilador harmônico forçado; 8. Princípio da superposição. Oscilador harmônico com força aplicada arbitrariamente.

MOVIMENTO DE UMA PARTÍCULA EM DUAS OU TRÊS DIMENSÕES

1. Cinemática no plano; 2. Cinemática em três dimensões; 3. Teorema do momento linear e da energia; 4. Teorema do momento angular no plano e vetorial; 5. Discussão geral do movimento em duas e três dimensões; 8. Movimento sob a ação de uma força central; 9. Força central inversamente proporcional ao quadrado da distância; 10. Órbitas hiperbólicas. O problema de Rutherford; 11. Movimento de uma partícula em um campo eletromagnético

SISTEMA DE COORDENADAS EM MOVIMENTO

1. Origem do movimento de coordenadas; 2. Rotação dos sistemas de coordenadas; 3. Leis do movimento de rotação da terra; 4. Pêndulo de Foucault;

EQUAÇÕES DE LAGRANGE E HAMILTON (INTRODUÇÃO)

1. Coordenadas generalizadas; 2. Princípio da mínima ação; 3.Equações de Lagrange; 4.Exemplos de Lagrangianos; 5.Equações de Hamilton; 6.Exemplos de Hamiltonianos

MÉTODOS MATEMÁTICOS DA FÍSICA TEÓRICA 

NÚMEROS COMPLEXOS

1 Introdução às funções de variáveis complexas; 2 Identidade de Euler

TRANSFORMADA E SÉRIES DE FOURIER

1 Representações de uma Função; 2 Teorema de Inversão; 3 Transformada de Fourier;.4 Séries de Fourier: Definição e teoremas básicos; 2.5 Aplicações às equações diferenciais parciais;

EQUAÇÕES DIFERENCIAIS PARCIAIS NA FÍSICA E AS FUNÇÕES ESPECIAIS

1 Introdução às EDPs; 2 Equação da onda; 3 Método da separação de variáveis; 4 Equação de difusão: difusão de partículas e propagação de calor; 5 Equação de Laplace em coordenadas retangulares cilíndricas e esféricas; 6 Equação de Schrödinger: oscilador harmônico e átomo de hidrogênio

FÍSICA EM SALA DE AULA III

Conteúdo programático de Eletromagnetismo no Ensino Médio, levando em conta dos documentos oficiais de referência, como os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN´s);

Tendências atuais em Ensino de Eletromagnetismo, como: atividades investigativas, ensino com ênfase CTS, história da ciência no ensino, uso crítico do laboratório didático de ciências, linguagem e conhecimento, novas tecnologias, física e arte, levando em conta alguns resultados de pesquisa em Ensino de Eletromagnetismo;

Concepções Alternativas identificadas no Ensino de Eletromagnetismo.

A evolução histórica dos conceitos da Eletromagnetismo;

Análise crítica de conceitos de Eletromagnetismo apresentados em livros didáticos;

Elaboração de projetos – aula de Eletromagnetismo com experimentos de laboratório e atividades de baixo custo;

Pesquisa e análise de aparatos e/ou experimentos de Eletromagnetismo existentes em espaços não-formais;

ESTÁGIO III

Analisar o processo de ensino, refletir sobre a prática pedagógica e problematizá-la, além de desenvolver uma atitude investigativa e crítica capaz de promover propostas de intervenção no processo de ensino-Aprendizagem em consonância com a escola campo de estágio.

TRABALHO DE CONCLUSÃO I

Construção do projeto do Trabalho de Conclusão do Curso do licenciando: delimitação do tema, modalidade, levantamento de fontes, planejamento da pesquisa. Cronograma do trabalho..

8° Período

FÍSICA MODERNA II

PROPRIEDADES ONDULATÓRIAS DAS PARTÍCULAS

1. A hipótese de de Broglie; 2. Medida do comprimento de onda das ondas de matéria; 3. Pacotes de onda; 4. Interpretação probabilística da função de onda; 5. O princípio da indeterminação e algumas de suas consequências; 6. O dualismo onda-partícula. (exemplo: o experimento de duas fendas)

EQUAÇÃO DE SCHRÖDINGER

1. A equação de Schrödinger em uma dimensão; 2. O poço quadrado infinito; 3. O poço quadrado finito; 4. Valores esperados e operadores. (exemplo: transições entre níveis de energia); 5. O oscilador harmônico simples; 6. Reflexão e transmissão de ondas (exemplos: o decaimento alfa, o relógio atômico de NH3 e o diodo túnel); 7. A equação de Schrödinger para duas (ou mais) partículas.

FÍSICA ATÔMICA

1. A equação de Schrödinger em três dimensões; 2. Quantização do momento angular e da energia do átomo de hidrogênio; 3. As funções de onda do átomo de hidrogênio;  4. O spin do elétron. (exemplo: O experimento de Stern-Gerlach); 5. Momento angular total e o efeito spin-órbita; 6. Estados fundamentais dos átomos dos elementos: A tabela periódica; 7. Estados excitados e os espectros dos elementos. (exemplo: O efeito Zeeman).

INTRODUÇÃO À ASTRONOMIA E GRAVITAÇÃO

ASTRONOMIA E O UNIVERSO

1.Astronomia e o método científico; 2. O sistema solar; 3. Estrelas e evolução estelar; 4. Galáxias e cosmologia; 5. Ângulos e medida angular; 6. Distâncias astronômicas;

A ESFERA CELESTE

1. Astronomia Antiga; 2. Constelações; 3. Movimentos do céu; 4. A esfera celeste

5. As estações do ano; 6. Precessão; 7. A contagem do tempo; 8. Calendário

ECLIPSES E O MOVIMENTO DA LUA

1. Fases da Lua; 2. Movimento de rotação da Lua; 3. Eclipses e a linha dos Nodos; 4. Eclipses lunares; 5. Eclipses solares; 6. Medindo a Terra;

GRAVITAÇÃO

1. Modelos Geocêntricos; 2. Copérnico e os modelos Heliocêntricos; 3. As observações de Tycho Brahe; 4. As leis de Kepler; 5. Galileu e o telescópio; 6. A lei da Gravitação de Newton; 7. Energia potencial gravitacional; 8. Campo gravitacional; 9. Dedução da equação do campo gravitacional de uma casca esférica; 10. Forças de maré e a Lua;

A NATUREZA DA LUZ

1. Velocidade da luz; 2. A natureza ondulatória da luz; 3. Radiação de corpo negro; 4. Lei de Wien e a lei de Stefan-Boltzmann; 5. A natureza corpuscular da luz; 6. Leis de Kirchhoff; 7. Estrutura atômica; 8. Linhas espectrais e o modelo de Bohr; 9. Efeito Doppler

ÓPTICA E TELESCÓPIOS

1. Telescópios refratores; 2. Telescópios refletores; 3. Resolução angular; 4. Charge-Coupled Devices (CCDs); 5. Espectrógrafos; 6. Radiotelescópios; 7. Telescópios espaciais

ELETRÔNICA PARA PROFESSORES DE FÍSICA

 INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS BÁSICAS E CIRCUITOS BÁSICOS

1. Multímetro e proto board; 2. Resistores e código de cores; 3. Divisor de tensão – resistência, tensão e corrente; 4. Teoremas de Thévenin e Norton;

ESTUDO DOS CAPACITORES

1 Osciloscópio; 2. Capacitor em regime DC; 3. Capacitor em regime AC

ESTUDO DOS TRANSFORMADORES

1.Transformador abaixador; 2. Transformado elevador;

ESTUDO DO DIODO

1.Diodos; 2. Circuitos com diodos

ESTUDO DO TRANSISTOR

1. Transistor como chave; 2. Transistor como amplificador

ESTUDO DO AMPLIFICADOR OPERACIONAL

1. Amplificador operacional; 2. Configuração comparador; 3. Configuração somador

ESTUDO DOS SISTEMAS DIGITAIS

1. Portas lógicas; 2. Circuitos com portas lógicas; 3. Circuitos com Flip-flop

FÍSICA EM SALA DE AULA IV

Conteúdo programático de Física Térmica, Ondas e Física Moderna no Ensino Médio, levando em conta dos documentos oficiais de referência, como os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN´s);

Tendências atuais em Ensino de Física Térmica, Ondas e Física Moderna, como: atividades investigativas, ensino com ênfase CTS, história da ciência no ensino, uso crítico do laboratório didático de ciências, linguagem e conhecimento, novas tecnologias, física e arte, levando em conta alguns resultados de pesquisa em Ensino de Física Térmica, Ondas e Física Moderna.

Concepções Alternativas identificadas no Ensino de Física Térmica, Ondas e Física Moderna.

A evolução histórica dos conceitos da Física Térmica, Ondas e Física Moderna.

Análise crítica de conceitos de Física Térmica, Ondas e Física Moderna apresentados em livros didáticos;

Elaboração de projetos – aula de Física Térmica, Ondas e Física Moderna com experimentos de laboratório e atividades de baixo custo;

Pesquisa e análise de aparatos e/ou experimentos de Física Térmica, Ondas e Física Moderna existentes em espaços não-formais.

TRABALHO DE CONCLUSÃO II

Execução do projeto do Trabalho de Conclusão do Curso do licenciando;

DISCIPLINAS OPTATIVAS

ESPECÍFICAS

ÁLGEBRA LINEAR PARA FÍSICA

MATRIZES

Tipos Especiais; Operações com matrizes;

SISTEMAS DE EQUAÇÕES LINEARES

Sistemas e matrizes; Operações elementares;  Forma escada;  Soluções de um sistema de equações lineares

DETERMINANTE E MATRIZ INVERSA

Conceitos preliminares; Determinante Desenvolvimento de Laplace; Matriz adjunta, Matriz inversa; Regra de Cramer; Cálculo do posto de uma matriz através de determinantes; Procedimento para inversão de matrizes;

ESPAÇO VETORIAL

Vetores no plano e no espaço; Espaços vetoriais; Subespaço vetorial; Combinação linear; Dependência e Independência linear; Base de um espaço vetorial; Mudança de base;

TRANSFORMAÇÕES LINEARES

Transformações do plano no plano; Conceitos e teoremas;  Aplicações lineares e matrizes;

AUTOVALORES E AUTOVETORES

Introdução;  Polinômio Característico;

DIAGONALIZAÇÃO DE OPERADORES

Base de autovetores; Polinômio minimal;

BIOLOGIA PARA PROFESSORES DE FÍSICA

Física e biologia como ciências relacionadas. Visão geral da biologia – principais conceitos e ramos da biologia, características gerais dos seres vivos. Matéria e energia nos seres vivos. Mecânica e biologia – Movimento, força e alavancas em seres vivos. Termologia e biologia – mecanismos de controle térmico em seres vivos, importância dos estados físicos e suas mudanças para os seres vivos. Eletromagnetismo e biologia – diferença de potencial em membranas celulares e condução de impulsos nervosos, relação dos seres vivos com campos magnéticos. Som, luz e suas relações com os seres vivos. Efeitos da radiação nos seres vivos.

CIÊNCIA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE

Abordagem de Ciência, Tecnologia, Sociedade, suas origens, histórico dos estudos CTS; dimensões dos estudos CTS; relação com o processo de ensino-aprendizagem; correlação entre CTS e a prática escolar; propostas metodológicas com ênfase CTSA para a sala de aula; inserção da Ciência e Tecnologia no cotidiano; os estudos de CTSA no contexto escolar; PCN´s;

EDUCAÇÃO INCLUSIVA PARA PROFESSORES DE FÍSICA

Educação numa sociedade inclusiva, com destaque para iniciativas relacionadas ao Ensino de Ciências, em especial os conceitos de Física;

Fundamentos ético-filosóficos, legais e didático-pedagógicos;

Princípios, concepções e diretrizes de um sistema educacional inclusivo. Organização e funcionamento da escola inclusiva. Fundamentos para o desenvolvimento de currículo em Educação Especial, analisando propostas existentes para o trabalho inclusivo em Ensino de Ciências;

Análise crítica do Processo Inclusivo. A intervenção educacional por meio de tecnologias assistivas em educação, salas de recursos nas escolas estaduais - eficazes para a formação cidadã e para a aprendizagem de condutas cognitivas daqueles alunos considerados com necessidades educacionais especiais, destacando as ações relacionadas ao ensino de Ciências;

ENSINO DE CIÊNCIAS EM ESPAÇOS NÃO FORMAIS

Aspectos gerais da história da popularização da ciência no Brasil; o conceito de divulgação científica; definição de espaço formal e espaço não-formal, seus principais objetivos e meios; divulgação científica no Brasil; papel da divulgação das ciências na sociedade; papel dos espaços não-formais para o ensino de ciências; espaços não formais como: a mídia (televisão, revistas, jornais etc.), os museus, mostras de ciência e tecnologia, planetários; modos de interação entre o ensino formal e não formal; aspectos do processo ensino-aprendizagem em espaços não formais; influência dos espaços não formais na aprendizagem do conhecimento científico; alfabetização científica e formação de uma cultura científica.

HISTÓRIA DA FÍSICA E DA MATEMÁTICA

Trabalhar concepções distorcidas encontradas comumente, sobre a construção do conhecimento físico e matemático ao longo da História, traçando um paralelo entre ambos. Apresentar ao aluno uma visão panorâmica da evolução dos conceitos físicos e explorar a resolução de problemas matemáticos clássicos enfrentados por pensadores ao longo da História, procurando exercitar o olhar do aluno a não considerar as referências atuais como instrumento de avaliação das técnicas utilizadas em outro momento histórico. Desenvolver uma visão crítica do uso pedagógico da História da Física e da Matemática.

TÓPICOS DE FÍSICA DE PARTÍCULAS

TIPOS DE INTERAÇÕES

Eletromagnética; Forte; Fraca; Gravitacional;

CLASSIFICAÇÃO DAS PARTÍCULAS SEGUNDO O MODELO PADRÃO

Léptons; Partons: Quarks e Glúons; Bósons de Calibre;

REGRAS DE CONSERVAÇÃO

Número Bariônico; Número Leptônico; Conservação da estranheza, Charm, Bottom e Top.

PRINCÍPIO BÁSICO DOS ACELERADORES DE PARTÍCULAS

Aceleradores lineares; Aceleradores circulares;

 PASSAGEM DAS PARTÍCULAS PELA MATÉRIA

Detectores de partículas; Detectores visuais; Detectores Eletrônicos; Sistemas de Detectores; Raios cósmicos.

QUÍMICA PARA PROFESSORES DE FÍSICA II

Geometria Molecular e teorias de ligação. Forças Intermoleculares, Líquidos e sólidos. Materiais Modernos.

TÓPICOS DE FÍSICA CONTEMPORÂNEA

INTRODUÇÃO À FÍSICA DE PARTÍCULAS

Tipos de Interações; Eletromagnética; Forte; Fraca; Gravitacional;

CLASSIFICAÇÃO DAS PARTÍCULAS SEGUNDO O MODELO PADRÃO

Léptons; Partons: Quarks e Glúons; Bósons de Calibre;

REGRAS DE CONSERVAÇÃO

Número Bariônico; Número Leptônico; Conservação da estranheza, Charm, Bottom e Top.

PRINCÍPIO BÁSICO DOS ACELERADORES DE PARTÍCULAS

Aceleradores lineares; Aceleradores circulares;

 PASSAGEM DAS PARTÍCULAS PELA MATÉRIA

Detectores de partículas; Detectores visuais; Detectores Eletrônicos; Sistemas de Detectores; Raios cósmicos.

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Fonte: IFRJVR