DANTAS, D. M. Aspectos gerais do confinamento de campos em mundos brana não fatorizáveis de seis dimensões com enfoque na localização de férmions de Dirac, Rarita-Schwinger e Elko. 2016. 166 f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-09-27T19:50:08Z No. of bitstreams: 1 2016_tes_dmdantas.pdf: 4698283 bytes, checksum: 3775cbfd2685ae5542ee910031e43937 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-09-27T19:50:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tes_dmdantas.pdf: 4698283 bytes, checksum: 3775cbfd2685ae5542ee910031e43937 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T19:50:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tes_dmdantas.pdf: 4698283 bytes, checksum: 3775cbfd2685ae5542ee910031e43937 (MD5) Previous issue date: 2016 / The theories of extra dimensions has application in various branches of Physics of high energy, explaining the particle physics hierarchy problem, the dark matter and dark energy problems, and in the new particles description, as well. The aim of the thesis is expose general aspects of fields localization in six dimensional (6D) nonfatorizable (warped) braneworlds . The main point of this work consists in the fermion fields confinement. We begin presenting thick and regular 6D models, developed by UFC Field Theory group, and compare these models with other thin or non-regular models of literature. Morover, we compare the differences that occur between warped braneworlds in 5D and in 6D. The confinament of bosonic fields (scalar, gravity and vectorial gauge) in 6D are included. We note that the gravity zero mode reproduces the Newton’s law in our world 4D. For the thesis central theme, the fermions fields confinement, the results of my PhD published papers will be detailed. We demonstrate that a minimum coupling with a gauge fields is required to confine both the Dirac spinor as for the Rarita-Schwinger spinor in 6D. In this context, some different gauge choices for this coupling in different 6D models are present. Following, we will introduce the Elko spinor. This spinor has canonical mass dimension one, being the dual helicity eigenspinors of the charge conjugation operator and a Dark matter natural candidate. The Elko spinor need an exotic coupling for his confinement in 6D. Furthermore, we apply the concept of Entropy Configurational with purpose of delimit and correlate some 6D model parameters. The corrections of Coulomb’s law for 6D warped models will be also qualitativelly argued. / As teorias de dimensões extras tem aplicação em diversos ramos de Física de altas energias, auxiliando no entendimento do problema de hierarquia de Física de Partículas, nos problemas de matéria escura e energia escura, além da explicação de novas partículas. O objetivo desta tese é apresentar aspectos gerais da localização de campos em geometrias de mundo brana não fatorizáveis warped em seis dimensões (6D), onde destacaremos o confinamento de campos fermiônicos. Iniciaremos apresentando os modelos 6D espessos e regulares desenvolvidos pelo grupo de Teoria de Campos da UFC e faremos um comparativo destes com outros modelos finos ou não regulares da literatura. Compararemos também as diferenças que ocorrem do confinamento de campos de 5D para 6D. Além disso, a localização dos campos bosônicos (gravidade, campo escalar e campo de calibre vetorial) em 6D será também discutida. Observaremos que o modo zero da gravidade será responsável por reproduzir a lei de Newton em nosso mundo 4D. Para o tema central do confinamento de férmions, detalharemos os resultados dos artigos publicados durante meu doutorado. Demonstraremos que é necessário o uso de um acoplamento mínimo com um campo de calibre tanto para o espinor de Dirac como para o de Rarita-Schwinger em 6D, apontaremos diferentes escolhas de calibre para os diferentes modelos abordados. Seguindo, exibiremos o espinor Elko. Este espinor tem dimensão canônica de massa um em 4D (dimensão de massa dois em 6D), sendo um autoespinor do operador de conjugação de carga de dual helicidade e um candidato natural à matéria escura. Verificaremos que o Elko necessita de um acoplamento exótico para seu confinamento em 6D. Além disso, trataremos de assuntos correlacionados, como as correções da lei de Coulomb para modelos em dimensões extras. Outro assunto presente na tese será a aplicação do conceito de Entropia Configuracional para delimitar os parâmetros de modelos 6D.

SOUSA, G. O. de. Anéis e pontos quânticos de fósforo negro investigadas por modelo contínuo. 2016. 73 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-10-07T15:45:59Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_godesousa.pdf: 3920169 bytes, checksum: 4528605d05b33e81edffcede7905ea07 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-10-07T15:49:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_godesousa.pdf: 3920169 bytes, checksum: 4528605d05b33e81edffcede7905ea07 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-07T15:49:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_godesousa.pdf: 3920169 bytes, checksum: 4528605d05b33e81edffcede7905ea07 (MD5) Previous issue date: 2016 / The possibility of obtaining two-dimensional systems from layered materials has been attracting a lot of research on these materials, since their few layer properties are very different from their respective bulk ones, which opens up great possibilities in technological applications. Black phosphorus exhibit several interesting properties, among them, a direct energy gap, that enables the possibility of fabricating electronic devices (in contrast e.g. with the gapless semi-metallic graphene), and which can be tuned by the number of layers, varying from 0.3 eV for a bulk up to 2.0 eV for a monolayer, thus covering a relatively large range of the energy spectrum for optical devices. Besides, the fact that this is a very anisotropic material has brought even more attention to it, towards novel ways of exploring this anisotropy in new technologies. In this work, we have derived the effective mass approximation from the tight binding model and used the out coming approximate Hamiltonian to study nanostructures based on monolayer black phosphorus. In this model, the anisotropic features of black phosphorus are reflected in the difference between effective masses in different directions. Firstly, we compare the finite difference methods with the analytical solution for a circular quantum dot, which, due to its elliptical contour of energy bands, is given by Mathieu functions for solving the resulting Schrödinger equation. With this comparison, we verify the compatibility between these methods. Within the effective mass approximation, we investigate the effect of external electromagnetic fields on a black phosphorus quantum ring, thus analysing the effect of the interplay between these fields and the system anisotropy on its electronic states. Due to the anisotropy, under an applied magnetic field, this ring does not exhibit Aharonov-Bohm oscillations, which can be recovered by assuming an elliptic ring-like confinement. We also investigate the effect of an external electric field applied in x and y directions in a black phosphorus quantum ring on its energy levels. Our results show that, as a consequence of a wave function localization induced by mass anisotropy, energy levels decay quadratically (Stark effect) with the field if it is applied along the armchair direction, whereas an almost linear Stark effect, along with a series of crossing excited states, is observed for a field applied in the zigzag direction, leading to a behavior that is in close resemblance to a double quantum well under a perpendicular electric field. / A possibilidade de se obter sistemas bidimensionais a partir de materiais com estrutura cristalina lamelar tem atraído muitas pesquisas nesses materiais, pois as propriedades de poucas camadas diferem bastante dos seus respectivos bulks, o que abre uma gama de possibilidades em aplicações tecnológicas. O fósforo negro apresenta muitas propriedades interessantes, dentre elas, um gap de energia, que garante a construção de dispositivos eletrônicos (bem diferente do grafeno que é um semi metal sem gap). Esse gap pode ser ajustado aumentando o número de camadas, variando de 0.3 eV para uma monocamada até cerca de 2.0 eV para o bulk, cobrindo um espectro de energia de gap relativamente grande de dispositivos ópticos. Além disso, esse material é altamente anisotrópico em sua estrutura de bandas. Neste trabalho, derivamos a aproximação da massa efetiva a partir do modelo tight-binding e usamos o Hamiltoniano aproximado para estudar nanoestruturas de fósforo negro. Nesse modelo, o caráter anisotrópico do fósforo negro é refletido na diferença entre as massas efetivas quando se toma diferentes direções. Primeiramente, comparamos os resultados numérico obtido através da técnica de diferenças finitas com o modelo analítico para um ponto quântico circular, que devido à estrutura de bandas ter um contorno elíptico, é descrito pelas equações de Mathieu quando se resolve a equação de Schrödinger. Os resultados analítico e numérico mostram boa concordância. Ainda na aproximação da massa efetiva, estudamos o efeito de campos externos sobre um anel quântico de fósforo negro e analisamos o efeito da interação entre esses campos e a anisotropia de massa do sistema sobre seus estados eletrônicos. Devido à anisotropia de massa, esse sistema quando sujeito a um campo magnético, não apresenta oscilações Aharonov-Bohm, que podem ser recuperadas aplicando-se um potencial de confinamento elíptico. Estudamos também o efeito de um campo elétrico nas direções x e y em um anel quântico, e verificamos como a energia é alterada pelo campo. Nossos resultados mostram que, como consequência de uma localização da função de onda causada pela anisotropia de massa, os níveis de energia decrescem quadraticamente (efeito Stark) com o campo aplicado apontando para a direção armchair, enquanto um decréscimo quase linear (efeito Stark linear) aparece para um campo aplicado na direção zigzag, com uma série de estados que se cruzam, levando a um comportamento semelhante ao de um poço quântico duplo sob um campo elétrico perpendicular a ele.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-05-24T16:50:55Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1527550 bytes, checksum: 4ebeb5f62eee9d177770f427d42af19b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T16:50:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1527550 bytes, checksum: 4ebeb5f62eee9d177770f427d42af19b (MD5) Previous issue date: 2015-09-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O método Peer Instruction (PI), ou Instrução pelos Colegas, é um método de ensino baseado nas interações dos alunos com seus colegas de classe. O objetivo desse método é tirar o aluno do papel passivo nas aulas através do envolvimento com outros alunos, além de estimulá-lo a estudar previamente. Neste trabalho, o método Peer Instruction foi realizado em 28 alunos de uma turma de primeiro ano do Ensino Médio compreendendo os seguintes temas de Mecânica: leis de Newton, energia e quantidade de movimento, dividido em cinco capítulos, segundo o livro texto. Para levar o aluno a estudar previamente, foram aplicados questionários de três perguntas associados a cada capítulo do livro texto. Estatisticamente, a efetividade do método foi comprovada comparando-se o resultado da turma na qual foi aplicado o método PI com duas turmas-controle, nas quais o método não foi aplicado. Os resultados foram analisados pelo ganho de Hake e pelo teste t de Student nas notas do FCI (Force Concept Inventory), que consiste em um questionário de 30 questões de múltipla escolha sobre Mecânica, aplicado antes e depois do método de instrução. A turma onde foi aplicado o método PI obteve a menor média de acertos antes da instrução (24,5%) e a maior média de acertos após a aplicação do método (32,3%) em comparação com as turmas-controle (28,5% e 25,0% de acerto no início do curso, e 30,0% e 27,3% de acertos no final, respectivamente). O ganho de Hake da turma PI foi de 0,10 e das turmas-controle foi de 0,02 e 0,03. A análise das médias de acerto pelo teste t de Student, por outro lado, mostraram que as médias de acerto de todas as turmas não são estatisticamente distintas. Atribuiu-se esse resultado como uma consequência do baixo número amostral de alunos nas turmas. Além disso, constatamos que a análise das respostas dos alunos às questões em sala de aula após as discussões entre os colegas podem servir de ferramentas para a identificação das principais dificuldades de compreensão dos conceitos cobrados da matéria. / Peer Instruction (PI) is a teaching method based on the interaction between studentsbin the classroom. The goal of this method is to remove the student from the passive role during classes through the interaction with other students and also stimulate the students to study before classes. In this work the Peer Instruction method was implemented on a high school class with 28 students covering the following topics: Newton’s laws, energy and momentum, organized in five chapters, accordingly to the textbook. To stimulate the students to study previously questionnaires with three questions related to the subject of each class were applied. Statistically the effectiveness of the method was proved comparing the scores of one class where the PI method was used with the scores of two other classes where the method was not applied. The results were analyzed by the Hake factor and by the t-Student test from the scores of the Force Concept Inventory (FCI), which is a standard exam with 30 multiple questions about mechanics, before and after the course. The class where the PI method was used had the lowest score in the beginning of the course (24.5%) and the biggest score at the end of the course (32.3%) when compared to the other classes (28.5% and 25.0% before the course and 30.0% and 27.3% after, respectively). The Hake factor in the PI class was 0.10 and the Hake factor for the other classes was 0.02 and 0.03. On the other hand, the t-Student test shown that the differences in the scores are not statistically distinguishably. It was considered that this result was a consequence of the low number of students required for the statistical analysis. Finally, it was shown that the analyze of the percentage of corrected answers in the tests during classes after the discussion among the students can be used as an tool to identify the main issues that the students has about the concepts on Physics.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Educação, Programa de Pós-Graduação em Educação, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-04T20:47:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328984.pdf: 1366372 bytes, checksum: 2a8e9b09844662c235da957e821fe750 (MD5) Previous issue date: 2001 / A escola não tem conseguido promover o conhecimento e o desenvolvimento de habilidades e competências necessárias para a atuação consciente do aluno no mundo que o cerca. O mundo atual é significativamente diferente daquele encontrado há algumas décadas atrás. A Física Moderna e Contemporânea têm penetrado a sociedade através das tecnologias e da mídia, e os alunos participam dessa nova realidade, seja usufruindo as comodidades tecnológicas, ou se deparando com nomes e figuras emblemáticas da ciência. Na área do ensino de Física, esse panorama demonstra a necessidade de atualização curricular. As diretrizes gerais contidas na LDB/96 para a reformulação da educação brasileira exigem discussão e reflexão sobre o papel da escola e, em particular, dos pesquisadores em ensino de física, um aprofundamento dos significados de aprendizagem em ciências, em todos os níveis de ensino. A Física Moderna e Contemporânea comporta dois grandes blocos: a Teoria da Relatividade e a Mecânica Quântica. Este trabalho propõe a inserção da Teoria da Relatividade Restrita no Ensino Médio. Essa opção se fundamenta em três aspectos básicos: a mudança de padrão de raciocínio e interpretação da realidade aliada à abstração e sofisticação do pensamento, graças à concepção de tempo como uma quarta dimensão; a possibilidade dessa teoria servir de porta de entrada para outros tópicos da Física Moderna e Contemporânea e, finalmente, pela necessidade de abordagem de um tema tão presente na sociedade através da divulgação científica. Por muito tempo as relações existentes entre sociedade e sistema didático - entendido até então como sendo composto pelo professor e pelo aluno, e até mesmo pelo interior deste último - eram extremamente difíceis de serem analisadas. Consequentemente, era também difícil superar os conflitos aí existentes, na medida em que ambos eram compostos exclusivamente por pessoas. Desta forma, o fato do ser humano ser falho, possuir imperfeições, refletia nas atitudes e na realidade desses dois domínios. O ensino estava completamente vulnerável ao livre-arbítrio daqueles que o compunham e/ou influenciavam. O que faltava, para que o funcionamento dessas relações fosse melhor compreendido, era um elemento até então tido como alheio ao processo: o saber. O sistema que até então era composto apenas por dois elementos, passou a incorporar um terceiro. Na década de 1980, surgiu uma ferramenta capaz de descrever e analisar o percurso que o saber sábio, construído e desenvolvido no âmbito da comunidade científica, realiza ao ser transposto em saber ensinar, presente nos programas e livros didáticos, até se tornar saber ensinado, que é comunicado na sala de aula pelo professor. O nome dado a essa ferramenta foi Transposição Didática. Utilizando a Transposição Didática, foram analisados diversos materiais que comunicam a Teoria da Relatividade Restrita, a saber: os três livros mais adotados pelas universidades brasileiras, dois livros do Ensino Médio, artigos publicados da revista de divulgação científica Superinteressante, e hipertextos das enciclopédias digitais Encarta e Barsa.Para que uma proposta de Inserção da Teoria da Relatividade Restrita fosse elaborada, artigos de pesquisa que apresentam formas de ensino desse tema na graduação foram investigados. As propostas em número de 10 são dos mais variados tipos. Elas se diferenciam na forma, na profundidade, no público alvo, consequentes das diferentes concepções sobre o ensino de Física e seu papel. Embora existam várias classes de proposições, separamo-las em dois grandes blocos: o primeiro denominado "estórico-experimental" e o segundo "filosófico-cognitivo".A abordagem estórico-experimental abrange propostas de ensino cuja metodologia está centrada em uma estória da física que evidencie a transição do clássico para o relativístico e/ou experimentos responsáveis pelo surgimento da teoria einsteniana. O grupo filosófico-cognitivo enfatiza o tratamento conceitual e filosófico da Relatividade no lugar da intensa abordagem matemático-experimental. Em alguns casos, a história é utilizada na contextualização e no entendimento dos processos de ruptura que ocorreram na comunidade científica quando o surgimento da teoria einsteniana se deu. Dentre todas as propostas analisadas, a abordagem filosófico-cognitivo de Angotti et all(1978) foi a que demonstrou maior concordância com os objetivos desse trabalho, por ser pouco extenso, possuiu objetivos de conteúdo e atitude, utilizar vários recursos instrucionais e demonstrar boa eficácia quanto ao aprendizado. As unidades desse módulo são (com a estimativa do número de horas/aulas especificada em parênteses): (i) dinâmica relativística (4); (ii) medida de tempo e espaço (3); (iii) simultaneidade (3); (iv) Transformações de Lorentz (opcional) (4), (v) Revisão histórica e síntese (3).A proposta apresentada nesse trabalho, quando comparada à de ANGOTTI et all, utiliza de forma mais estendida a história da física, no intuito de integrar o aluno ao problema apresentado.Optou-se ainda por inserir um pequeno módulo em cada ano do Ensino Médio, no lugar de um grande módulo único. Cada um deles aborda um pilar fundamental da Relatividade, a saber: (a) as concepções de espaço e tempo relativísticas; (b) as questões relativas ao éter e campo e, (c) as simetrias das leis físicas, em especial no eletromagnetismo. Essa tríade possui todos os elementos essenciais da teoria de Einstein. Na primeira, os conceitos relativísticos de espaço e tempo contrastam com a visão clássica. O próprio Einstein afirma que sua teoria é decorrente de uma prática incomum: o de questionar esses conceitos quando adulto, uma vez que as pessoas geralmente os aprendem enquanto criança de forma intuitiva e os tomam como ponto pacífico ao longo da vida. O segundo aspecto da relatividade aborda um tema muito antigo na história da Física: a presença ou não de matéria no espaço. A existência do vácuo total no espaço foi largamente discutida ao longo dos séculos. É de nosso interesse mostrar que o éter sempre foi uma tentativa de negação do vácuo, pois "algo" deveria dar suporte aos fenômenos óticos e eletromagnéticos. Finalmente, o terceiro ponto fundamental discute sobre as simetrias presentes nas teorias, responsáveis pela coerência, pela perfeição intrínseca das leis que devem reger a natureza. A Teoria da Relatividade além de ser uma teoria de princípio, o que reforça esse aspecto, foi pensada à partir de assimetrias existentes na teoria clássica. Cada módulo possui peculiaridades, no entanto, todos eles seguem cinco etapas coerentes com o ciclo concreto-abstrato-concreto. Parte-se sempre de uma situação historicamente contextualizada (concreto), que deve ser discutida no plano das ideias (abstrato), mas que possui reflexos diretos na vida do aluno (concreto). A Teoria da Relatividade ocupa hoje, um espaço de transição entre o novo e o estável dentro do Ensino Médio. A nível universitário, esse processo já está mais avançado. Percebe-se um número crescente dos livros universitários que hoje trazem o assunto dentro de sua estrutura principal de conteúdos. À medida em que isso vêm se processando, a teoria de Einstein têm assumido um caráter similar ao restante dos conteúdos já estáveis nos livros. Esse fato nos serve de alerta se quisermos modificar realmente a abordagem aplicada ao Ensino Médio. A Teoria da Relatividade possui elementos suficientes para que tomemos qualquer um dos dois caminhos possíveis, isto é, disponibiliza ferramentas matemáticas e experimentos suficientes para uma abordagem estórico-experimental, assim como, possibilita uma reflexão sobre conceitos fundamentais da Física se tratada nos moldes filosófico-cognitivos. Os pesquisadores na área de ensino possuem um posicionamento geral bem claro diante da perspectiva do Ensino Médio, buscando a formação de um indivíduo autônomo, capaz de interpretar e atuar no mundo que o cerca. Esta também é a nossa intenção.<br> / Abstract : Nowadays, school alone has not been able to promote the needed knowledge and the development of abilities and competences for students to act consciously with the world around them. The present world is significantly different from the one that existed a few decades ago. Modern and Contemporary Physics have been entering society via technologies and the media, and students take part in this new reality, either by enjoying the technological facilities, or by coming across with names and emblematic figures of science. This scenario shows the need to update the curriculum in the area of Physics teaching. The general guidelines under LDB/96 (Education Guidelines and Basis Law) for the reformulation of the Brazilian education, demanded discussions and reflections about the role of the school and, in particular, of the researchers in physics teaching towards a deeper meaning of learning science, at all levels of education. Modern and Contemporary Physics are comprised by two main blocks: the Theory of Relativity and Quantum Mechanics. This paper proposes the insertion of the Special Relativity Theory in High School. This option is based upon three basic aspects: the changing pattern of reasoning and interpretation of reality combined with abstraction and refinement of thought, thanks to the conception of time as a fourth dimension; the possibility of this theory to serve as a gateway to other modern and Contemporary Physics topics and, finally, the need to approach a subject that is rather present in society through scientific dissemination. For a rather long time the existing relationships between society and the educational system - up to then understood as being composed by the teacher and the student, and even the interior of the latter - were extremely difficult to analyze. Consequently, it was also difficult to overcome the existing conflicts therein, as both were composed exclusively by people. The fact that humans are flawed, with imperfections, therefore reflected in the attitudes and in the reality of these two domains. Teaching was completely vulnerable to the free will of those who composed and/or influenced it. The missing element, until then unrecognized to the process, which was lacking in order for these relationships to be better understood was: knowledge. A third element was thus incorporated into the system, which until then was composed solely by these two elements. A tool emerged during the 80's, which was able to describe and analyze the wise knowledge pathway, built and developed within the scientific community, accomplished by being transposed in knowing how to teach, present in education programs and textbooks, until it became the taught knowledge, which is communicated in the classroom by the teacher. The name given for this tool was Didactic Transposition. Using the Didactic Transposition, several materials, which inform the Theory of Special Relativity were analyzed, namely: the three most adopted books by the Brazilian universities, two High School books, articles published in the scientific magazine "Superinteressante" and hypertexts of "Encarta" and "Barsa" digital encyclopedias. In order for the proposed Insertion of the Theory of Special Relativity to be developed, research papers presenting education forms of this theme at graduation levels were investigated. Proposals in numbers of 10 are of the most varied kinds. They differ in shape, in depth and in the target audience, resulting from different conceptions about Physics teaching and its role. Although there are several classes of propositions, we have separated them into two main blocks: the first named "historic-experimental" and the second one "philosophical-cognitive". The historical-experimental approach encompasses the education proposal whose methodology is centered on a history of physics demonstrating the transition from classical to relativistic and/or experiments responsible for the Einstein's theory to emerge. The philosophical-cognitive group emphasizes the conceptual and philosophical treatment of Relativity instead of the intense mathematical-experimental approach. In some cases, history is used towards the context and understanding of the processes of rupture, which took place in the scientific community when Einstein's theory emerged. Amongst all the examined proposals, the philosophical-cognitive approach from Angotti et all (1978) was the one that showed greater compliance with the aims of this work; it was short, it held objectives of content and attitude; it used several instructional resources and it demonstrates good efficacy as to learning. The units of this module are as follows (with the estimates number of hours/classes specified in parentheses): (i) relativistic dynamics (4); (ii) measure of time and space (3); (iii) simultaneity (3); (iv) Lorentz transformations (optional) (4), (v) historical review and synthesis (3). The proposal presented in this work, when compared to ANGOTTI et all, uses the history of physics in an extended manner, with the aim of integrating the student to the problem presented. Also, a small module in each year of High School, instead of a single large module, was chosen. Each of these modules approaches a fundamental pillar of Relativity, as follows: (a) the relativistic conceptions of space and time; (b) issues related to the ether and field, and (c) the symmetry of physical laws, particularly in electromagnetism. This triad possesses all the essentials of Einstein's theory. The first one shows the relativistic concepts of space and time contrasting with the classical view. Einstein himself stated that his theory resulted from an unusual practice: the questioning of these concepts as an adult, since people generally learn them intuitively as children and take them for granted during their lifetime. The second aspect of relativity approaches a very old subject in the history of Physics: the presence or absence of matter in space. The existence of full vacuum in space was widely discussed throughout the centuries. It is in our best interests to show that ether was always an attempt of denial to the vacuum, because "something" should support the optical and electromagnetic phenomena. Finally, the third essential point discusses the symmetries found in the theories, which are responsible for the consistency, for the intrinsic perfection of the laws that should govern nature. The Theory of Relativity, besides being a theory of principle, which reinforces this aspect, was thought from the existing asymmetries in classical theory. Each module has its peculiarities, however, all of them follow five steps that are consistent with the concrete-abstract-concrete cycle. They all depart from a historically contextualized (concrete) situation, which should be discussed in terms of ideas (abstract), but that has a direct impact on a student's life (concrete). The Theory of Relativity presently takes an area of transition between the new and the stable within the High School. At university level, this process is already more advanced. An increased number of university books currently present the subject within its main structure of contents. As this happens, Einstein's theory has taken a similar role to the rest of the contents that are already stabilized in the books. This should be a sign if we wish to really change the approach applied to the High School. The Theory of Relativity has enough elements to enable us to choose one of the two possible paths, i.e. it offers enough mathematical tools and experiments for a historical-experimental approach, and it also allows for a reflection on the fundamental concepts of Physics, if dealt in philosophical-cognitive patterns. Researchers in the educational area have a very clear general positioning regarding the High School perspective, in view the education of an independent individual, who is capable to interpret and to act in the world around him. This is indeed our intention as well.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:09:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327324.pdf: 3541315 bytes, checksum: 6521363a229cc4e9ee23484c98698dde (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho estudamos o comportamento da magnetização de um sistema de nanopartículas magnéticas não interagentes, monodomínio, com anisotropia uniaxial. Foram realizadas simulações de Monte Carlo através do algoritmo de Metropolis para analisar a relaxação magnética das nanopartículas inicialmente magnetizadas à saturação, na ausência e na presença de um campo magnético externo. A lei de escala Tln(t) foi utilizada para computar os dados da relaxação em diferentes temperaturas, gerando uma única curva mestra para cada valor de campo aplicado. Através dessas curvas podemos obter as distribuições das barreiras de energia do sistema e verificar a influência do campo externo na inversão da magnetização.<br> / Abstract : In this work the behavior of the magnetization of a system composed by noninteracting magnetic nanoparticles, monodomains, with uniaxial anisotropy is studied. Monte Carlo simulations were performed through the Metropolis algorithm to analyse the magnetic relaxation when, at the beginning of the experiment, all the nanoparticles are magnetized to saturation, in the presence or absence of an external magnetic field. The scaling law Tln(t) was used to compute the relaxation data for different temperatures providing one master curve for each value of the applied field. From these curves we find the energy barriers distribution of the system and we verify the effect of the magnetic field on magnetization reversal.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327492.pdf: 585274 bytes, checksum: 5cae9426c5f7d92a2347adc72cdbf406 (MD5) Previous issue date: 2014 / Desenvolvemos a formulação que um modelo arbitrário, descrito por uma densidade Lagrangeana compatível com a relatividade restrita, deve satisfazer quando tratado num espaço-tempo curvo. Aplicamos esta formulação ao modelo o - w - p para descrever uma estrela de nêutrons em equilíbrio, sujeita às interações nuclear forte, nuclear fraca,eletromagnética e gravitacional. As equações de Euler-Lagrange são obtidas para umespaço-tempo com simetria esférica com o auxílio das aproximações de campo médio e de Thomas-Fermi à temperatura T = 0 e desprezando-se o mar de Dirac. Expressões relacionando os potenciais químicos das diferentes espécies de férmions são obtidas exigindo-se o equilíbrio termodinâmico e o equilíbrio B.<br> / Abstract : We develop the formalism that an arbitrary model, described by a Lagrangian density compatible with special relativity, has to obey when treated in curved spacetime. Weapply this formalism to the o - w - p model to describe a neutron star at equilibrium, taking in to account the strong, weak, electromagnetic and gravitational interactions.The Euler-Lagrange equations are obtained for a spherically symmetric spacetime with the aid of the mean field, Thomas-Fermi and no-sea approximations at temperature T = 0. Expressions relating the chemical potentials of the different fermion species are obtained through the requirements of thermodynamical equilibrium and B-equilibrium.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Educação, Programa de Pós-Graduação em Educação, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:11:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 330267.pdf: 380912 bytes, checksum: 8050ce768889b5c9cb8e5e5fb7df0e7c (MD5) Previous issue date: 2014 / Considerando o papel da Educação Física na educação do corpo, este trabalho pesquisou em uma escola da grande Florianópolis o lugar da disciplina segundo sujeitos que não tem relação direta com a área, mas que façam parte do ambiente escolar. Para tal, foram realizadas entrevistas semiestruturadas com professores de outras disciplinas e com uma supervisora escolar. Os resultados se organizam em duas categorias analíticas: Educação Física: entre o gosto pela liberdade e o desgosto da exclusão; Educação Física: disciplina sem conteúdo. Elas apontam para uma expectativa de legitimação da Educação Física por meio de conteúdos e aulas teóricas, mas também por meio da sua característica prática, o que evidencia uma contradição.<br> / Abstract: Considering the role of Physical Education in the education of body, this paper researched its role by the non-Physical Education Teachers, as well as by a school adviser. Semi-structured interviews offered the data and the results are organized into two analytical categories: Physical Education: between the taste of freedom and the heartbreak of exclusion; Physical Education: discipline without subject. They point out alegitimate expectation of Physical Education through subjects and lectures, but also through its practical feature, which highlights a contradiction.

MAIA, Marcilon Chaves.Uma abordagem do modelo padrão da física de partículas acessível a alunos do ensino médio. 2011. 70 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Ensino de Ciências e Matemática) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2011-12-22T13:26:45Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_mcmaia.PDF: 1552672 bytes, checksum: 6a9038fb4c40889b7d2bebf1d5bf7db2 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales(rocilda@ufc.br) on 2011-12-22T13:28:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_mcmaia.PDF: 1552672 bytes, checksum: 6a9038fb4c40889b7d2bebf1d5bf7db2 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-12-22T13:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_mcmaia.PDF: 1552672 bytes, checksum: 6a9038fb4c40889b7d2bebf1d5bf7db2 (MD5) Previous issue date: 2011 / This work has, as a main purpose or focal point, to explore a story: "Quantumland, the Republic of particles," a fiction created by the author, which also presents historical aspects, concepts and ideas of elementary particles physics aiming to offer a funny way to introduce the so-called Standard Model of particle physics to high school students. From the story presentation we try to show some essential features of the atomic theory, with the discoveries and concepts that led to our nowadays knowledge about elementary particles, and also to show some considerations about the status of the theory in modern physics. Guided by this core theme we developed two questionnaires that were applied to two high school classes in Fortaleza and in two different moments: one before and one after the story introduction. These questionnaires tried to test the students background concerning the most basic or essential contents involved in the theme. The work showed that the so-called Standard Model of Particle Physics, as the author had already experienced in his job as a physics teacher (and proved by means of questionnaires mentioned) is not a familiar theme for most high school students. Some students (the most well-informed) have at most "heard" something about quarks, spin, quantum energy, virtual particles or other terms of the typical jargon of physics, but most of them do not even have an adequate grasp of what was known as a elementary particle. As one of the conditions of Ausubel's Meaningful Reception theory that learning must be potentially significant or has to be logical and psychologically meaningful, we thought of a simple way, without appeals to mathematical formulae that could facilitate the student learning of the ideas and guide him to a constructive curiosity. / Este trabalho tem como núcleo ou ponto central principal a exploração de uma estória: “Quantolândia, a república das partículas”, uma ficção criada pelo autor, na qual são apresentados aspectos históricos, conceitos e idéias da Física das partículas elementares cujo propósito é oferecer uma maneira divertida e rica em analogias para apresentar o chamado “Modelo padrão da física de partículas” a estudantes do ensino médio. A partir da estória busca-se construir o aprendizado apresentando as raízes da teoria atômica, as descobertas e conceitos que culminaram na atual modelagem das partículas elementares, bem como fazer considerações sobre o status da teoria na atual conjuntura da Física. Guiados por esse núcleo temático, foram elaborados dois questionários que foram aplicados em duas turmas de ensino médio da cidade de Fortaleza em dois momentos diferentes: um antes e o outro após ser apresentada a proposta da estória. Nestes questionários testou-se nos alunos o nível de conhecimentos com relação aos pontos mais básicos ou essenciais dos conteúdos envolvidos no assunto. O chamado Modelo Padrão da Física de Partículas, já se sabia, pela experiência do autor como professor (e isto foi comprovado pela aplicação dos questionários citados), não ser um tema com o qual a maioria dos estudantes de ensino médio estejam familiarizados. Alguns alunos mais bem informados até já “ouviram falar” alguma coisa sobre quarks, spin, quantum de energia, partículas virtuais ou outros termos típicos do jargão da Física, mas a grande maioria sequer tem uma noção adequada daquilo que conhecemos como “partícula elementar”. Dentro de uma das condições da proposta de Ausubel de que o conteúdo escolar a ser aprendido tem de ser potencialmente significativo, o significa ter de ser lógica e psicologicamente significativo, pensamos em uma forma simples, sem apelos a muitos recursos externos e quase sem nenhuma fórmula matemática, de tentar viabilizar esse objetivo através da estória citada, cuja a intenção é cativar o aluno com apelo à curiosidade construtiva.

PAIVA, Fernando Martins de. Seara da Ciência: contribuições à formação docente de licenciandos de física. 2012. 134 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Ensino de Ciências e Matemática) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2012-03-13T17:24:37Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_fmpaiva.pdf: 2789412 bytes, checksum: 7d2b5c788174a9a1852a43f63aa9b3cc (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales(rocilda@ufc.br) on 2012-03-14T12:01:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_fmpaiva.pdf: 2789412 bytes, checksum: 7d2b5c788174a9a1852a43f63aa9b3cc (MD5) / Made available in DSpace on 2012-03-14T12:01:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_fmpaiva.pdf: 2789412 bytes, checksum: 7d2b5c788174a9a1852a43f63aa9b3cc (MD5) Previous issue date: 2012 / This work discusses the contributions of the Seara of Science for teacher training for undergraduates in physics at the Federal University of Ceara - UFC. The Seara (as it is known) is the body of scientific and technological UFC and has been adding such as monitors, undergraduates Course in Physics and other graduations. Although not designed to train teachers, Seara looks set beyond an area of science communication, helping to train teachers of undergraduates, including those of physics, the assumption from which arose the question of this dissertation research: the extent to which Seara of Science undergraduates to nurture the learning of physics teaching profession? In order to answer this question, we surveyed the executive director of Seara and five former monitors that are currently physics teachers of Basic Education, this research has two objectives: to investigate the extent to which Seara Science contributed to teacher training and for the pedagogical practice of the former monitors of Physics. For that sought: identify situations and practices experienced by subjects in Seara, and also contributed to the construction of knowledge of teaching; found that the former monitors relationships established between the living and Seara in their initial training to act as teachers of physics at Basic Education; identify the difficulties they face in teaching physics, teaching practices and methodologies that have employed to overcome them, from their learning in this space. This thesis also aims at developing a product, namely: a manual of practical physics. The research is characterized as a case study, a qualitative approach. We used a semi-structured interview as a technique for data collection. Their categories of analysis were: Teaching of Physics, Seara of Science, Teacher Education and the Knowledge and teaching practices for the teaching of physics in Basic Education. Teaching of Physics, Seara of Science, Teacher Education and the Knowledge and teaching practices for the teaching of physics in Basic Education. The processing of information used was content analysis. Has a theoretical referential: Nardi,Krasilchik, Nóvoa, Pimenta and Tardif. The survey revealed that contributed to the Seara of Science teacher education subjects and their teaching to enable them: approach to their professional field through interaction with students of Basic Education in concrete situations of teaching and learning, acquire ease to work with students, addressing the physics in a playful manner and deal with unexpected situations, to know the reality of teaching Physics in schools and the students' conceptions and difficulties about the contents of this area. Among the lessons learned in Seara, the subjects showed that the preparation and development of experiments with low cost materials was the most meaningful to their practice, since it has allowed them to address the contents of physics in a practical and contextualized, which makes their classes more dynamic and interactive. The study concluded that Seara has been established as an important area of teaching and learning was a gap in the training of undergraduate students of Physics, Federal University of Ceara. / Esse trabalho trata das contribuições da Seara da Ciência para a formação docente de licenciandos de Física da Universidade Federal do Ceará - UFC. A Seara (como é mais conhecida) é o órgão de divulgação científica e tecnológica da UFC e vem agregando, como monitores, licenciandos do Curso de Física e de outras graduações. Embora não tenha por objetivo formar professores, a Seara parece configurar-se para além de um espaço de divulgação científica, contribuindo para a formação docente de licenciandos, dentre eles os de Física, pressuposto a partir do qual surgiu a questão de investigação dessa dissertação: em que medida a Seara da Ciência oportuniza aos licenciandos de Física a aprendizagem da profissão docente? No intuito de responder a tal indagação, pesquisamos o diretor executivo da Seara e cinco ex-monitores que atualmente são professores de Física da Educação Básica, tendo a presente pesquisa por objetivos: investigar em que medida a Seara da Ciência contribuiu para a formação docente e para a prática pedagógica dos ex-monitores de Física. Para tanto buscou: identificar as situações e práticas vivenciadas pelos sujeitos na Seara, e como contribuíram para a construção dos saberes da docência; verificar que relações os exmonitores estabelecem entre a vivência na Seara e a sua formação inicial para atuar como professores de Física na Educação Básica; identificar as dificuldades que enfrentam no ensino de Física, as práticas pedagógicas e metodologias que têm empregado para superá-las, a partir de suas aprendizagens nesse espaço. A presente dissertação ainda objetiva a elaboração de um produto, a saber: um manual de práticas de Física. A pesquisa caracteriza-se como um Estudo de Caso, de abordagem qualitativa. Utilizou a entrevista semi-estruturada como técnica de coleta de dados. Suas categorias de análise foram: o Ensino de Física, a Seara da Ciência, a Formação Docente e os Saberes e Práticas Pedagógicas para o ensino de Física na Educação Básica. O tratamento das informações empregou a Análise de Conteúdo. Teve como referencial teórico Nardi, Krasilchik, Nóvoa, Pimenta e Tardif. A pesquisa revelou que a Seara da Ciência contribuiu para a formação docente dos sujeitos e para sua prática pedagógica ao possibilitar-lhes: aproximação com seu campo de atuação profissional por meio da interação com alunos do Ensino Básico em situações concretas de ensinoaprendizagem; adquirir desenvoltura para trabalhar com os alunos, abordar a Física de forma lúdica e lidar com situações inesperadas; conhecer a realidade do ensino de Física nas escolas, bem como as concepções e dificuldades dos alunos sobre os conteúdos dessa área. Dentre as aprendizagens adquiridas na Seara, os sujeitos apontam que a elaboração e o desenvolvimento de experimentos com materiais de baixo custo foi a mais significativa para sua prática pedagógica, uma vez que tem lhes permitido abordar os conteúdos de Física de forma prática e contextualizada, o que torna suas aulas mais dinâmicas e interativas. O estudo concluiu que a Seara tem se constituído como um importante espaço de aprendizagem da docência e sido um diferencial na formação de licenciandos de Física da Universidade Federal do Ceará.

São descritas três etapas de uma experiência com o Sis tema Audiotutorial no ensino de FÍsica Geral da UFRGS . Nas duas primeiras etapas o Sistema Audiotutorial e comparado com o ensino tradicional e na terceira é associado a e comparado com o Método Keller. A análise do Sistema Audiotutorial é feita tendo em vista o aproveitamento, o tempo médio de e studo, as desistências e a opinião dos alunos, bem como os custos de aplicação e reapli c ação do sistemao são apresentados dados para a montagem de um Centro de Aprendizagem para uti lização do Sistema Audiotutorial. A partir das conclusões são sugeridas algumas atividades para ap rimorament~ do sistema e para f uturas pesquisas do processo ensino-aprendizagem. / An experiment in three stages is described in which the Audio-tutorial system of teaching is applied to a course in College Physics at UFRGS. In the first tw stages the Audio-tutorial system is compared with the tradi tional system and in the third, a combination of this system with the Keller plan is compared with the Keller plan alone. The Audio-tutorial system is analysed in terms of achievement, mean time taken in study, withdrawals, and in terms of student opinion. In addition, the costs of application and reapplication of the system are analysed. Information is given about the organization and cons truction involved in developing the Learning Centre required for the Audio-tutorial system. Following the conclusions some suggestions for possible improvements of the systern are put forward and a number of lines for further research into the teaching/learning process are indicated.