Este trabalho relata a experiência obtida com alunos de ensino médio de um curso de caráter extracurricular onde foram tratados temas tais como: Efeito Fotoelétrico, Efeito Compton, Radiação do Corpo Negro, Difração e Interferência de Ondas, Princípio da Incerteza e a Interpretação do Experimento da Fenda Dupla com Fótons e Elétrons, tendo como objetivo principal da proposta introduzir alguns conceitos fundamentais de Física Moderna, especialmente os princípios básicos da Mecânica Quântica, a partir da discussão do dualismo onda-partícula. Estes tópicos foram, em primeiro lugar, apresentados e discutidos com os alunos em sala de aula e depois, trabalhados no laboratório de informática, onde utilizou-se simuladores e programas de computador para auxiliar no processo de aprendizagem. A proposta foi aplicada nos 2os anos do ensino médio do curso de informática e eletrônica da Escola Técnica Santo Inácio, situada na periferia da cidade de Porto Alegre. O trabalho foi embasado na Teoria de Aprendizagem Significante de Rogers e na Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel. Para a avaliação do processo foram aplicados um pré-teste e um pós-teste, de mesmo teor, e solicitado um depoimento escrito sobre o interesse dos alunos nos tópicos abordados. O curso serviu de laboratório para a produção de um hipertexto, gravado em CDROM e disponibilizado na rede mundial de computadores, que poderá ser utilizado em cursos de ensino médio com o objetivo de introduzir Tópicos de Física Moderna, auxiliando professores e alunos no processo ensino-aprendizagem. / This paper reports the experience obtained with high school students in extracurricular activities where the folowing issues of Modern Physics topics were considered: photoelectric effect, compton effect, blackbody radiation, diffraction and interference of waves, the uncertainty principle and the interpretation of the double slit experiment with Photons and Electrons. Tthe main objective of the proposal was to introduce some fundamental concepts of Modern Physics, especially the basic principles of Quantum Mechanics, from the the discussion of wave-particle duality. These topics were first presented and discussed with students in the classroom and then worked in the computer laboratory, where simulators and computer programs were used to assist in the learning process. The proposal was implemented in the classes from the second year of Computer and Eletronics Courses of the Santo Inácio Technical School, located in Porto Alegre city. The study was based on the Theory of Significant Learning of Rogers and the Theory of Meaningful Learning of Ausubel. A pre-test and a post-test with the same content have been implemented for the evaluation of the learning process, as well as a written testimonial on the students' interests in the worked topics. The course served as a laboratory for the production of a hypertext, recorded on CD-ROM, which can be used as support material to assist teachers and students in the teaching-learning process.

Neste trabalho formulamos uma versão do princípio variacional de pressão no contexto de operadores densidade em mecânica quântica. Tal princípio relaciona um potencial e um conceito de entropia, que é induzido por um sistema de funções iteradas quântico (QIFS), de forma análoga ao que é feito em formalismo termodinâmico com a entropia métrica do operador shift e um potencial contínuo. Iremos definir um conceito de processo estocástico quântico induzido por tais QIFS de forma natural, e faremos considerações sobre funções de Wigner discretas e certos canais quânticos obtidos no nosso contexto. / In this work we formulate a version of the variational principle of pressure in the context of density operators in quantum mechanics. Such principle relates a potential and a concept of entropy, which is induced by a quantum iterated function system (QIFS), in a way which is analogous to what is done in thermodynamic formalism with the metric entropy of the shift operator and a continuous potential. We will de ne a concept of quantum stochastic process induced by such QIFS in a natural way, and we make some considerations on discrete Wigner functions and certain quantum channels obtained in our setting.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-22Bitstream added on 2014-06-13T20:08:21Z : No. of bitstreams: 1 debarba_t_me_ift.pdf: 382014 bytes, checksum: 4afa66c6a4a88da9339ed53d43aa49c9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Quando temos sistemas quânticos sem análogo clássico a descrição de Weyl- Wigner, para o espaço de fase quântico, não pode ser utilizada, pois a mesma não representa graus de liberdade associados a grandezas discretas. Um exemplo desses sistemas são os estados emaranhados bipartites de spin 1/2. Para tal, se faz necessária a descrição de um espaço de fase quântico discreto e de dimensão finita. Nessa descrição é possível se obter a caracterização do emaranhamento, bem como quantificar o grau dessas correlações entre os sub sistemas; além do que, há a possibilidade de calcular a evolução temporal nessa descrição, tanto para o sistema como um todo quanto para o emaranhamento / For quantum systems without classical analog the Weyl-Wigner description associated to quantum phase space can not be used, since it does not represent degrees of freedom associated with discrete quantities. An example of these systems are spin 1/2 bipartite entangled states. For them, it is needed a discrete quantum phase space description which have nite dimension. In this description, it is possible to obtain entanglement characterization, and to quantify the correlation degree between the subsystems; there is also the possibility of calculating the time evolution, in this description, both for the system as a whole as well as for the entanglement

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-07Bitstream added on 2014-06-13T19:49:16Z : No. of bitstreams: 1 nascimento_rr_me_sjrp.pdf: 509983 bytes, checksum: 7144f2ac8dc2d34ebf3dd96d82ec2f5b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foi utilizada a Metodologia de Análise conformacional Sistemática por Pares (MASP)[1] para estudar o peptídeo IAN e fragmentos menores. Nesta metodologia, a análise conformacional é feita de maneira sistemática analisando as combinações de pares de ângulos diedros que compõem o peptídeo avaliado. As energias referentes a cada conformacão foram obtidas por meio do método mecânico-quântico semi-empírico AM1. As regiãoes de menor energia nas Superfícies de Energia Potencial (PES - Potential Energy Surface) foram obtidas com auxílio de quimiometria, por meio da Análise de Componentes Principais (PCA - Principal Component Analysis). Um dos objetivos do trabalho é determinar um limite do número de graus de liberdade (diedros) sob o qual a aproximação por pares do MASP pode ser feita. Para o peptídeo IAN, com 11 diedros consecutivos, foi possível reproduzir grande parte da PES[2]. Foram estudadas 117 ções diferentes do peptídeo IAN e seus fragmentos, cujos tamanhos variaram de 4 a 11 e casos adicionais com 13 diedros. Os resultados deste trabalho mostraram que o valor do mínimo de energia diminui com o aumento do tamanho da molécula estudada. Para fragmentos com 4 diedros, o MASP reproduz toda a PES quando comparada com a Análise Conformacional Sistemática Completa. Quando o MASP é aplicado aumentando o tamanho da cadeia, em alguns casos as energias das conformações de partida otimizadas eram menores que as energias das conformações finais. Estes resultados sugerem que o MASP é factíıvel com um limite superior de seis ângulos de diedro. / In this work the Systematic Conformational Analysis by Pairs Method (MASP)[1] was used to study the IAN peptide and its fragments. In this method, the conformational analysis is carried out in a systematic procedure analyzing combinations of dihedral angles pairs of the investigated peptide. Energies associated with each conformation were obtained through semi-empirical quantum-mechanic method AM1. Low energy regions of the Potential Energy Surface (PES) were obtained with help of chemometrics, using Principal Component Analysis (PCA). One of the goals of this work is to determine the upper limit of number of degrees of freedom (dihedral angles) under which the MASP can be successfully applied. For the peptide IAN, with 11 dihedral angles, it was possible to obtain a considerable fraction of its PES [2]. 117 conformations of the IAN peptide and its fragments were studied, with sizes varying from 4 to 11 dihedrals, and additional cases with 13 dihedrals. The results show that the energy minimum decreases with the studied molecule size. For fragments with 4 dihedrals, MASP recover all PES when compared with a full systematic conformational analysis. Applying MASP with increasing size of the system, in some cases, it was observed that the energies for the optimized starting conformations were lower than the energies obtained for the final conformations. The results suggest that MASP is reliable with upper limit of six dihedral angles.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1192098 bytes, checksum: 690fbe77953ec5a5854ba7d642c29a4f (MD5) Previous issue date: 2000-09-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Os fatores de fase geométricos e topológicos têm sido objeto de grande interesse em diferentes áreas da f´sica. Nas teorias de gauge não-Abelianas, essas quantidades foram usadas no estudo de propriedades, como, por exemplo, o confinamento de quarks na cromodinâmica quântica. No contexto da mecânica quântica, a fase geométrica aparece na evolução de um sistema cuja Hamiltoniana é dependente do tempo, e é de fundamental importância no contexto da gravitação. Os fatores de fase também foram usados para se obter uma descrição da teoria independente de gauge. Nesta tese usamos o fator de fase nas teorias da gravitação de Einstein e Kaluza-Klein para investigar o efeito Aharonov-Bohm, caracterizar globalmente alguns espaços-tempos e estudar o aparecimento da fase de Berry e suas relações com os parâmetros que caracterizam os espaços-tempos considerados. Investigamos também, como o fator de fase no espaço-tempo de Kerr-Newman com defeito cônico, depende da rotação e da presença do defeito.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 748099 bytes, checksum: 77995c0dc594feb2a9c9036ae74fd223 (MD5) Previous issue date: 2009-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this dissertation we investigate some aspects related with normal modes for scalar fields perturbations of a Schwarzshild-de Sitter black hole. The role played by the cosmological constant A on the reflection and transmission coefficients is studied and analyzed. We also study the Casimir energy density for a massless scalar field confined between two nearby parallel plates in the spacetime of Schwarzschild-de Sitter in the weak field approximation. The role played by the cosmological constant in this scenario is emphasized. / Nesta dissertação investigamos os aspectos relacionados aos modos normais de campos escalares na presença de um buraco negro de Schwarzschild-de Sitter. A infuência da constante cosmológica A nos coefcientes de reflexão e transmissão também é estudada e analisada. Estudamos também a densidade de energia de Casimir para um campo escalar sem massa confinado entre duas placas paralelas, descarregadas, nesse espaço-tempo, porém na aproximação de campo fraco. O papel da constante cosmológica, neste cenário, é enfatizado.

O passeio aleatório quântico foi totalmente entendido por [3] e desde então muitos esforços foram feitos para compreender casos mais gerais como no passeio aleatório tradicional. Nós introduzimos o caso periódico e discutimos a heurística sendo considerada como uma partícula quântica difundindo em um cristal atômico linear. Assim, estendemos o teorema de Grimmett-Janson- Scudo [3] para este caso que é um método para obter a densidade de probabilidade limite do operador posição dependendo da diagonalização da matriz de evolução unitária e mostramos que o caso periódico é de fato balístico, [9]. Como um exemplo, édiscutida a densidade probabilidade limite de período dois. / The homogeneous quantum random walk was completely understood by [3] and since then many efforts were made to compreehend more general cases like in the tradicional random walk. We introduce the periodic case and discuss a heuristic to be considered as a quantum particle diffusion in a atomic linear crystal. Thus, we extend the theorem of Grimmett-Janson-Scudo [3] to this case which is a method to obtain the limit of the probability density of the position operator depending on the diagonalization of the unitary evolution matrix and show that the periodic case is in fact ballistic, [9]. As an example, it is shown the limit probability density of the period two.

Apresenta-se, nesta tese, os resultados da investigação da compreensão de alguns conceitos e princípios de Mecânica Quântica por alunos de Ensino Médio de duas escolas públicas em um curso de, aproximadamente, 25 horas-aula, ao longo de cerca de três meses. A aplicação do curso foi realizada em duas etapas com a participação, ao todo, de 240 alunos, sendo 137 da primeira série e 103 da terceira. Aos alunos da primeira etapa foram propostos um questionário de conhecimentos prévios, três avaliações escritas, um questionário de opiniões e uma entrevista com cada uma das turmas analisadas. Na segunda etapa, além dos instrumentos mencionados, foram inseridos um mapa mental no início do curso e um mapa mental ao final do curso, quatro testes rápidos, sendo a entrevista realizada com três alunos de cada turma, escolhidos aleatoriamente. Adotou-se, como referencial teórico para o desenvolvimento metodológico desta pesquisa e para a análise dos dados coletados, a teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel e a teoria dos campos conceituais de Gérard Vergnaud. A superposição linear foi considerada como um subsunçor necessário para a compreensão dos conceitos de estado de um sistema físico e de superposição linear de estados. A compreensão dos conceitos foi verificada utilizando como situações-problema experimento de dupla fenda, experimento de Stern-Gerlach, polarização da luz, emaranhamento quântico e criptografia quântica, além de outras abordadas de forma menos destacada. A utilização de um pseudo-organizador prévio, com a superposição linear de ondas e de vetores sendo considerada como subsunçor para os conceitos de Mecânica Quântica apresentados, pareceu auxiliar a aprendizagem destes tópicos, visto que boa parte dos alunos se desempenhou bem nas avaliações sobre estes tópicos. As situações utilizadas pareceram ter auxiliado na compreensão dos conceitos abordados e a aprendizagem dos alunos pareceu ter sido na direção de uma aprendizagem significativa. O curso lançou mão da utilização de simulações computacionais, de um texto de apoio e de apresentação de slides, além de buscar a criação de um ambiente em que os alunos se sentissem confortáveis para externalizar seus conhecimentos colaborando para a condução a um conhecimento cientificamente aceito. Alguns poucos alunos tiveram uma postura negativa perante o conteúdo apresentado e a aceitação da maioria mostrou que conteúdos de Física Moderna e Contemporânea parecem estimular os estudantes para a aprendizagem e auxiliar na promoção da atualização dos currículos de Física de Ensino Médio. Verificou-se, também, que os conteúdos trabalhados no curso foram satisfatoriamente compreendidos tanto por alunos de terceira série quanto de primeira série do Ensino Médio, mostrando assim que a Física Moderna e Contemporânea pode ser abordada em qualquer momento neste nível de ensino. / This thesis presents the results of research on the understanding of some concepts and principles of quantum mechanics by students of secondary school from two public schools on a course of approximately 25 hours over about three months. The application of the course was accomplished in two stages with the participation of 240 students, 137 of the first grade and 103 of the third grade. The students from the first stage were evaluated with a questionnaire to assess their previous knowledge, three written evaluations, a survey of opinions and an interview with each class. In the second stage, in addition to the aforementioned instruments, a mind map, four rapid tests and the interview with three students in each class, randomly chosen, were inserted into the research. The theory of meaningful learning of David Ausubel and the theory of conceptual fields of Gerard Vergnaud were adopted as a theoretical background for the study development and data analysis. Linear superposition was considered a subsumer necessary to understand the concepts of state of a physical system and linear superposition of states. The comprehension of the concepts was investigated using the following problem situations: double-slit experiment, Stern-Gerlach experiment, polarization of light, quantum entanglement and quantum cryptography, as well as other examples. With linear superposition of waves and of vectors considered as a subsumer to the concepts of quantum mechanics, the use of a pseudo advance-organizer seemed to improve the learning of these topics, as we see in the assessments. The situations appear to enhance the understanding of the concepts and the learning seemed to be closer to a meaningful learning. Computer simulations, a written text and slides presentations were used and an environment was provided where students felt comfortable to express their knowledge in such a way that scientifically accepted knowledge was promoted. Only a few students had a negative attitude towards the content presented and the acceptance of the majority showed that contents of Modern and Contemporary Physics seem to stimulate them for learning and to promote the update of the Physics curricula at secondary school. Also, the contents of the course were well understood both by third grade and first grade students, showing that the Modern and Contemporary Physics can be approached at any moment in this level of education.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciência da Informação, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Informação, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-02-04T17:08:01Z No. of bitstreams: 1 2014_MarceloStopanovskiRibeiro.pdf: 2929857 bytes, checksum: 4b4dc13e5d51813fff9218004905f23f (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2015-03-06T10:29:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_MarceloStopanovskiRibeiro.pdf: 2929857 bytes, checksum: 4b4dc13e5d51813fff9218004905f23f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T10:29:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_MarceloStopanovskiRibeiro.pdf: 2929857 bytes, checksum: 4b4dc13e5d51813fff9218004905f23f (MD5) / A tese é estruturada em dois momentos. O primeiro deles representa a construção de base teórica interdisciplinar que produz inter-relações entre as características da informação, na Teoria Quântica, e o fenômeno da informação como objeto da Ciência da Informação. Como resultado dessa inter-relação, é apresentado quadro de referência das características quânticas da informação, utilizado para orientar a interpretação do objeto informacional do trabalho. Tal abordagem inclui, também, a discussão do próprio conceito de informação na Ciência da Informação, a qual se dá à luz de categorias advindas das ciências naturais. No segundo momento, o quadro é aplicado para a interpretação de objeto informacional delimitado: interceptações telefônicas judiciais. O resultado pretendido, enquanto hipótese, é a demonstração de que o entendimento de características quânticas da informação, na perspectiva da Ciência da Informação, contribui para a compreensão da arquitetura da informação que descreve um objeto informacional delimitado. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This thesis is structured in two moments. The first moment represents the construction of a theoretical interdisciplinary basis, aiming at producing inter-relations between the characteristics of the information - as understood in Quantum Theory - and the information phenomenon as Information Science object. The result of this inter-relation is a reference framework on the quantum characteristics of the information, used to guide the interpretation of the informational object. That approach also includes the discussion of the concept of information, in Information Science, considered the categories deriving from the natural sciences. In the second moment, the framework is applied to the interpretation of delimited informational object: judicial telephone interceptions. The result, hypothetically, is the demonstration that the understanding of quantum characteristics of the information, in view of the Information Science, contributes to the understanding of the information architecture that describes a specific informational object.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Instituto de Física, Instituto de Química, 2010. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-05-04T16:02:04Z No. of bitstreams: 1 2010_GlausonFranciscoChaves.pdf: 3685997 bytes, checksum: 88fbf4df7367477bf94ec953de120997 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-05-07T01:02:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_GlausonFranciscoChaves.pdf: 3685997 bytes, checksum: 88fbf4df7367477bf94ec953de120997 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-07T01:02:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_GlausonFranciscoChaves.pdf: 3685997 bytes, checksum: 88fbf4df7367477bf94ec953de120997 (MD5) / Neste trabalho foi realizada uma investigação a respeito da inserção de Mecânica Quântica no Ensino Médio, por intermédio de um curso de capacitação de professores em atividade, realizado com trinta e cinco professores que integram a rede pública e particular de ensino do Distrito Federal, com o intuito de promover a aprendizagem significativa, com a apresentação de uma proposta educacional, que apresentasse uma reunião de trabalhos testados em sala de aula, bem como, agregado a eles novas tecnologias de ensino, como softwares, vídeos, slides e outros que colaboraram no processo ensino aprendizagem. Para a construção deste material nos fundamentamos nos resultados de pesquisas já realizadas na área e especialmente na teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel, buscando uma compatibilidade com a interpretação de Copenhagen, que foi adotada nesta pesquisa como a interpretação de referência devido a sua consistência teórica e sua capacidade de nos fazer ter uma nova consciência de mundo. Os resultados encontrados, após a análise dos dados coletados por meio da aplicação de uma pesquisa de opinião e de uma entrevista estruturada, nos permitem inferir que houve aprendizagem significativa e que os professores que participaram do curso são multiplicadores desta aprendizagem aos estudantes. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work an investigation was undertaken regarding the inclusion of quantum mechanics in high school, through a training course for working teachers, held thirtyfive teachers in the public and private schools of the Federal District, with to promote meaningful learning, by presenting an educational proposition, to make a reunion of work tested in the classroom as well, added to them new learning technologies, such as software, videos, slides and other involved in this procedure educative. For the construction of the material based on the results of past researches in the area and especially the theory of meaningful learning of David Ausubel, seeking compatibility with the Copenhagen interpretation, which was adopted in this research as the interpretation of reference due to its theoretical consistency and their ability to make us have a new awareness of world results found, after analyzing data collected through the application of a survey and a structured interview, allow us to infer that meaningful learning and that teachers who participated multipliers of this course are learning to students.