PALESTRAS

1 Espectroscopia vibracional e Cálculos Computacionais de Química Quântica: Fundamentos e Aplicações.

Prof. Dr. Alexandre Magno Rodrigues Teixeira (URCA)

Os fundamentos teóricos da espectroscopia vibracional tem sido essencial para fornecer informações detalhadas sobre as propriedades estruturais e vibracionais de vários sistemas moleculares. Adicionalmente, o desenvolvimento computacional das últimas décadas trouxe grande impulso à área de espectroscopia vibracional, seja na etapa de aquisição de dados, seja na interpretação de seus resultados. Vários estudos teóricos com diferentes métodos de cálculos computacionais têm sido realizados para melhor entender os espectros vibracionais. Nesta palestra serão abordados os fundamentos teóricos da espectroscopia vibracional e de cálculos computacionais de química quântica com aplicação principalmente em sistemas moleculares orgânicos.

2 A criticidade da patogênese da doença de Alzheimer sob a ótica matemática.

Prof. MSc. Mac Gayver da Silva Castro (Centro Universitário Christus)

A doença de Alzheimer é uma desordem neurodegenerativa progressiva que leva à demência. Do ponto de vista patológico, essa doença é caracterizada por acúmulo de protéina β-amilóide no meio extracelular e por emaranhados neurofibrilares no meio intracelular. Esses eventos levam à perda neuronal, intensa degeneração sináptica, atrofia cerebral, estreitamento dos giros, alargamento dos sulcos cerebrais, dilatação dos ventrículos laterais cerebrais e redução do peso do encéfalo. Essas condições levam o paciente a apresentar perda de memória progressiva, desorientação espacial e temporal, delírios e dificuldades na linguagem e leitura. Nessa palestra irei discutir como modelos matemáticos podem nos ajudar a definir os componentes críticos da patogênese da doença de Alzheimer baseados em equações diferenciais.

3 Potenciais eletrodinâmicos: De coadjuvantes a protagonistas.

Prof. Dr. Márcio André de Melo Gomes (IFCE-Fortaleza)

Na eletrodinâmica clássica, os potenciais escalar e vetor são considerados entidades puramente matemáticas, sem qualquer processo de mensurabilidade associado a essas grandezas. Isso se verifica claramente de duas formas: os potenciais não aparecem na força de Lorentz, que é um dos eixos fenomenológicos da eletrodinâmica clássica, e têm uma larga arbitrariedade em sua definição, a chamada invariância de calibre. No entanto, no mundo microscópico, os potenciais se revelam atores principais da interação entre o campo eletromagnético e a matéria. Ilustraremos este fato através do efeito Aharonov-Bohm e da formulação da interação eletromagnética na física de altas energias. Há ainda uma questão subjacente a essa evolução conceitual na formulação de teorias físicas: esse caso constitui um exemplo de uma mudança de paradigma na Física? Ou de uma forma mais geral, há mudança de paradigmas na Física?

4 Espectroscopia de fluorescência e tempo de vida de fluorescência com laser de dois fótons para caracterização do petróleo.

Prof. Dr. Francisco Carlos Carneiro Soares Salomão (UECE-FAFIDAM)

Entender as características e a composição química do petróleo é um desafio para os pesquisadores, devido à grande variedade de sua composição. É bem conhecido que a classificação usual de petróleo é o grau de API. Entretanto, esta classificação não detêm o rigor satisfatório, sendo que óleos com mesmo grau API podem apresentar características completamente diferentes. Neste trabalho, a espectroscopia de excitação de fotoluminescência e a espectroscopia de tempo de vida de fluorescência foi utilizada para caracterização e diferenciação de diferentes amostras de petróleo pré-sal brasileiro, com diferentes graus API, utilizando excitação de dois fótons gerada por um laser de Ti:Sapphire com pulsos 100 fs e taxa de repetição de 80 MHz. Obtemos o mapeamento de espectroscopia de excitação de fotoluminescência, variando a excitação do laser de 760 nm a 1000 nm, com faixa de emissão de 350 nm a 650 nm. O mapeamento de espectroscopia de tempo de vida de fluorescência foi obtido variando a excitação do laser de 760 nm a 1000 nm, com uma gama de emissão de 380 nm a 680 nm. Os resultados mostram com sucesso as regiões espectrais de compósitos químicos para cada componente principal do petróleo e as diferenças entre o petróleo de diferentes graus API. Prevemos que essas técnicas poderiam ser usadas satisfatoriamente para a caracterização e diferenciação de diferentes tipos de petróleo.

5 Utilização da microscopia de varredura por sonda no estudo de propriedades mecânicas e elétricas de nanomateriais e petróleo.

Prof. Dr. Francisco Carlos Carneiro Soares Salomão (UECE-FAFIDAM)

A Microscopia de varredura por sonda se apresenta como uma importante ferramenta desde o seu sentido como microscopia, onde consegue alcançar resolução atômica, até a sua poderosa capacidade de extrair propriedades mecânicas, elétricas e magnéticas de materiais. Aliando sua grande capacidade de resolução e a versatilidade em obter propriedades diferentes de um mesmo material, utilizamos neste trabalho as microscopias de força atômica (AFM – Atomic Force Microscopy), a microscopia de força eletrostática (EFM - Eletrostatic Force Microscopy), Microscopia de varredura por sonda Kelvin (SKFM – Scanning Kelvin Force Microscopy) e a microscopia de força atômica condutiva (CAFM – Conductive AFM) para investigar as propriedades mecânicas e elétricas de nanomateriais (óxido de grafeno, óxido de grafeno reduzido e dissulfeto de molibdênio), rochas e petróleo do pré-sal brasileiro. Também apresentamos uma nova técnica de Microscopia de varredura capaz de determinar as propriedades de capacitância de nanomateriais.

6 Avanços e retrocessos no currículo do ensino da educação básica na contemporaneidade.

Prof. MSc. Tânia Maria de Sousa França (UECE-FECLI)

Ementa: Contexto histórico situando o currículo da educação básica no momento atual em especial da área de ciências, considerando os pressupostos teóricos, metodológicos e práticos, levando os avanços e retrocessos conforme a demanda. Papel da escola nesse contexto.

Objetivo: Proporcionar uma reflexão sobre os avanços e retrocessos do currículo do ensino da educação básica na contemporaneidade, considerando os pressupostos teóricos, metodológicos e práticos, para que se reflita sobre o papel da escola e sua prática pedagógica.

7 Mudanças climáticas e eventos extremos.

Prof. MSc. Bruno Pires Sombra (IFPI-Parnaíba)

De acordo com o Quinto Relatório do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC, 2013), as concentrações globais de dióxido de carbono, metano e óxido nitroso tem aumentado de forma significante. Estas são resultados das atividades humanas desde 1750 e agora excedem os valores do período pré-industrial. O crescimento global das concentrações de dióxido de carbono estão relacionadas com a queima de combustíveis Fosseis e mudanças no uso do solo, enquanto que as emissões de metano e óxido nitroso estão ligadas à agricultura.

O quarto relatório do IPCC indica que, as médias de temperaturas de superfície observadas entre os anos de 1995 e 2006 foram as mais elevadas desde 1850 (IPCC, 2013). Segundo Cavalcanti et al., (2009), esse aquecimento tem relação com os níveis de gases estufa presentes na atmosfera, que impedem o calor proveniente do Sol de se dissipar na atmosfera.

Esse aumento dos níveis de gases estufa e a conseqüente elevação da temperatura global, mudam o balanço energético do sistema terra-atmosfera, e tem impacto direto em diversas variáveis climatológicas, entre elas podemos citar: vapor de água, precipitação, temperatura de superfície do mar, cobertura de gelo nos pólos, nível dos oceanos, etc. Entre os impactos resultantes das alterações dessas variáveis, já se pode observar o derretimento das geleiras nos pólos, redução do albedo terrestre e a elevação do nível dos oceanos, cerca de 17 cm em um século (IPCC, 2013).

No Brasil, as projeções dos impactos sofridos pelo clima são variadas, a depender do cenário das emissões e da região abordada. No cenário mais pessimista todas as regiões do país apresentam elevações de temperatura acima dos 2˚C. As maiores alterações são previstas para a Amazônia, com temperaturas de 4˚C a 8˚C acima da média e uma redução de 15% a 20% no regime de chuvas.

8 Astrosismologia de estrelas de nêutrons.

Prof. Dr. Victor Pereira do Nascimento Santos (UFC)

Estrelas de nêutrons são alguns dos objetos celestiais mais interessantes, uma vez que sua descrição requer tanto a gravitação de Einstein quanto aspectos de física nuclear. Contudo, a constituição interna desses objetos ainda é incompreendida, havendo um conjunto de modelos para descrevê-la. Nesta palestra será discutido como a recente observação de ondas gravitacionais pode ser utilizada para inferir as propriedades físicas da matéria no interior dessas estrelas.

9 Um passeio no Cálculo Diferencial e Integral.

Prof. Dr. Tarcisio Praciano Pereira (UVA)

Começaremos mostrando alguns exemplos simples do que significam a derivada, o coeficiente angular da reta tangente ao gráfico duma função, e integral, a quantidade acumulada sob o gráfico entre dois pontos escolhidos. Calculando a integral de uma função polinomial, mostraremos que existe uma partícula que “tendendo para zero” permite calcular exatamente o valor da integral e desta forma motivar a necessidade duma terceira operação, nada intuitiva, o cálculo de limites. Concluiremos que o Cálculo precisa ser estudado passando por limite, integral e derivada. Aliás, esta seria a ordem mais pedagógica, começando com a integral de funções polinomiais em que o cálculo do limite é trivial porque passa por um truque em que se elimina um denominador que tudo complicaria.

10 O Ensino de Física e o Atendimento Educacional Especializado: sua dinâmica no ambiente escolar e as perspectivas de pesquisa.

Prof. MSc. Paulo Victor Paula Loureiro. (CREAECE- Centro de Referência em Educação e Atendimento Especializado do Ceará)

Atualmente o ensino de física nas escolas de ensino comum passa por sérios desafios. Cada vez mais alunos e professores se queixam das dificuldades para alcançarem sucesso na aprendizagem dessa disciplina. Entretanto, um outro grupo de alunos que faz parte da nossa realidade educacional, os que possuem necessidades educacionais especiais, também tem suas queixas sobre esse ensino, mas poucos ainda hoje são ouvidos. As pesquisas em sua maioria se detém na opinião de professores e alunos que estão fora do processo de inclusão, o que tem que ser rapidamente modificado devido o acesso de alunos público alvo da Educação Especial ter aumentado bastante nos últimos anos. Para resolvermos esse problema nos é necessário um maior entendimento a cerca das interações entre o ensino de física nas escolas e o Atendimento Educacional Especializado para que com isso se procure desenvolver novas pesquisas com a finalidade de se promover novas metodologias de aprendizagem voltadas as necessidades específicas desse público.

11 Espectroscopia Raman em Física de altas pressões.

Prof. Dr. Bruno Tavares Oliveira Abagaro (UECE-FAFIDAM)

A palestra abordará aspectos gerais da física de altas pressões, com métodos para obter altas pressões, efeitos induzidos por altas pressões em materiais, desenvolvimentos recentes e aplicações, com ênfase no uso da espectroscopia Raman em cristais moleculares orgânicos e minerais submetidos a altas pressões.

MINICURSOS

1 Introdução à Gravitação e Cosmologia.

Prof. Dr.José Euclides Gomes da Silva (UFCA)

Nesse minicurso faremos uma breve jornada pelos aspectos teóricos e observacionais da gravitação. Partindo de uma revisão da gravitação newtoniana e da relatividade especial de Einstein, discutiremos também o princípio da equivalência sob a luz da geometria do espaço-tempo. A partir da solução de buraco-negro de Schwarszchild, estudaremos os efeitos gravitacionais e relativísticos, como a deflexão da luz em torno de uma estrela, a precessão do periélio de Mercúrio e a geração de ondas gravitacionais. Em seu aspecto cosmológico, veremos como a relatividade geral de Einstein prevê um universo em expansão (dentro os muitos universos possíveis). Através do modelo de Friedman-Robertson-Walker, investigaremos o problema na planaridade, os modelos de inflação e a expansão acelerada do universo (energia escura). Por fim, discutiremos o problema da matéria escura, bem como seus possíveis candidatos.

2 Métodos Computacionais para a Física. (15 vagas)

Prof.Dr.Diego Araujo Frota (IFCE-Tianguá)

O computador mostra-se como uma ferramenta das mais importantes na pesquisa científica, além de estar presente em nossa vida diária. Para confirmar isso, basta que se digite no buscador do google acadêmico, por exemplo, o termo “computational physics", que significa física computacional. Isso lhe retornará em torno de 3100000 resultados relacionados ao tema. Muitos destes resultados se referem a trabalhos realizados por meio de simulações numéricas de sistemas físicos - que são na maioria das vezes mais viáveis que experimentos - e à resolução de sistemas de equações - uma vez que a física está profundamente relacionada com a matemática. Quando se está interessado apenas num entendimento mais conceitual de um fenômeno físico ou ainda se intenciona apenas em obter estimativas de resultados de algum experimento, por exemplo, uma série de aproximações podem ser feitas e o uso do cálculo é muitas vezes suficiente. Entretanto, quando se está interessado em problemas mais sofisticados ou que necessitem de um grande número de amostras o uso do computador e de técnicas numéricas tornam-se imprescindíveis. Portanto, com o propósito de introduzir aos participantes do presente minicurso uma técnica bastante utilizada na pesquisa científica moderna para a resolução de equações diferenciais, pretende-se apresentar o “Método das Diferenças Finitas”. Em seguida, mostrar-se-á como implementar esta técnica numérica para a solução da equação da difusão do calor com o auxílio da linguagem de programação OCTAVE/MATLAB. Tal linguagem foi escolhida por se tratar de uma linguagem de alto nível e ser uma ferramenta de software livre, podendo inclusive ser utilizada online. É importante salientar ainda que, mesmo sendo de grande utilidade para o desenvolvimento atual da física, disciplinas relacionadas a métodos computacionais para a física ainda não são bastante difundidas em muitos institutos e universidades no Brasil. Assim, o minicurso talvez possa despertar a atenção dos participantes para este tema e consequentemente difundir a necessidade emergente de mais cursos de computação científica.

3 Introdução a Mecânica Lagrangeana e Hamiltoniana.

Prof. MSc. Emanuel Veras de Souza (IFPI-Picos)

Este minicurso visa apresentar aos estudantes de física e áreas afins, uma formulação alternativa em relação à mecânica newtoniana para a descrição da dinâmica das partículas. Também, visa familiarizar os estudantes com os conceitos da Mecânica Analítica, sob o ponto de vista teórico e prático, desenvolvendo o raciocínio dos alunos como requisito fundamental na compreensão e resolução de problemas físicos. No minicurso, iremos primeiramente postular o princípio de Hamilton, obteremos as equações de Lagrange e mostraremos que são equivalentes às equações de Newton.

4 Escrita Científica. (15 vagas) - CANCELADO

Prof. Dra. Sarah Forte (UECE-FAFIDAM)

Este minicurso de 8h/a volta-se à escrita de gêneros acadêmicos com foco na organização formal e temática de artigos científicos, bem como a diversidade de normatizações. Os participantes farão exercícios de escrita e leitura de textos e entrarão em contato com a produção científica em suas áreas. Material necessário para o(a) inscrito(a): papel,caneta.

5 Experimentos para a educação básica: I-Determinação da constante de Planck através de materiais de baixo custo e de trimpots; II-Determinação da resistividade elétrica do grafite através de duas técnicas distintas.

Prof. Edney Melo Rodrigues (Coordenador dos laboratórios de Física/Coordenador das Olimpíadas de Física do Colégio Ari de Sá-Fortaleza)

I- Neste minicurso será mostrado como obter a constante de Planck através de LEDS e de trimpots (potenciômetros de precisão), caracterizando um experimento de baixo custo. Será mostrado que um trimpot é o melhor dispositivo para variações infinitesimais de grandezas elétricas, de modo que a constante de Planck para determinados comprimentos de onda fica muito bem determinada através desse experimento.

II- Neste minicurso será abordado de maneira bem simples como determinar a resistividade elétrica da grafite utilizando materiais de baixo custo. Além disso serão utilizadas duas técnicas distintas: uma delas será com sensíveis variações de tensão e corrente elétrica com a utilização de trimpots (potenciômetros de precisão) e a outra será pela variação do comprimento útil para condução de uma amostra de grafite. Serão apresentados todos os equipamentos necessários, assim como roteiros experimentais para orientação das técnicas citadas.