Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-02-24Bitstream added on 2014-06-13T19:47:29Z : No. of bitstreams: 1 marques_dm_me_bauru.pdf: 2942428 bytes, checksum: 7cf844357b8c730c3de1c340bdb762a2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Em virtude dos erros encontrados nos livros didáticos em Química, sobretudo quando o assunto é a estrutura da matéria, em especial aos estudos de Ernest Rutherford, o trabalho propõe o resgate das pesquisas e descobertas de Rutherford sobre os desvios causados pelas partículas alfa ao atravessarem a matéria. Tal fato o conduziu na elaboração do modelo atômico nuclear, mesmo sabendo que tal modelo chocava com as idéias da Mecânica Clássica. Para isso estamos utilizando a História da Ciência, numa visão internalista, como fonte de dados, ou seja, a leitura dos originais de Rutherford e de outros cientistas que corroboraram com seus estudos. A pesquisa também propõe discutir alguns aspectos importantes sobre a inserção da História da Ciência no Ensino de Ciência assim como a importância do conhecimento químico em nossa sociedade. / Because of the countless found in the text books in Chemistry, above all when the subject is the structure of the matter, especially to Ernest Rutherfords's studies, the work proposes the rescue of the researches and discoveries of Rutherford on the deviations caused by the alpha particles by matter. Such fact lead him in the elaboration of the nuclear atomic model, knowing that such model shocked with the ideas of the Classic Mechanics. For this we are using the History of Science, in an internally vision, as source of data, in other words, the reading of the originals of Rutherford and of other scientist's papers that corroborated with their studies. The research also considers discussing some important aspects about the insert of the History of Science in the Science Teaching as well as the importance of the chemical knowledge in our society.

Submitted by HAWBERTT ROCHA COSTA null (hawbert@hotmail.com) on 2016-08-03T04:06:13Z No. of bitstreams: 1 TESE_HAWBERTT_CORRIGIDA_FINAL_02.pdf: 3828982 bytes, checksum: 0c140d205ba6f6eeb715b0ab741eb858 (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido não contém o certificado de aprovação. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-08-05T16:56:46Z (GMT) / Submitted by HAWBERTT ROCHA COSTA null (hawbert@hotmail.com) on 2016-08-15T13:39:06Z No. of bitstreams: 1 TESE_HAWBERTT_CORRIGIDA_FINAL_02.pdf: 4090937 bytes, checksum: b5b5d28215aa5fbf2bbc2484afb19522 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-15T18:08:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 costa_hr_dr_bauru.pdf: 4090937 bytes, checksum: b5b5d28215aa5fbf2bbc2484afb19522 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-15T18:08:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 costa_hr_dr_bauru.pdf: 4090937 bytes, checksum: b5b5d28215aa5fbf2bbc2484afb19522 (MD5) Previous issue date: 2016-06-02 / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico do Maranhão (FAPEMA) / Os conceitos referentes à mecânica quântica são de suma importância para o estudo da estrutura do átomo, possuindo grande relevância para a Química, que tem por base o estudo da matéria e de seus constituintes. A investigação desses conceitos e de como eles são estruturados pelo estudante de Química têm adquirido relevância nas pesquisas de ensino de Química, sobretudo pelas dificuldades de aprendizagem dos entes submicroscópicos em relação aos macroscópicos concernentes à mecânica clássica. Esta pesquisa buscou analisar como ocorreu a produção de significados dos estudantes de Química no estudo dos conceitos derivados do modelo atômico atual, em especial os números quânticos, formas dos orbitais e transições eletrônicas, observando os níveis de domínio e apropriação destes. A investigação foi realizada durante uma sequência didática organizada por uma entrevista efetuada com o professor responsável pela disciplina de Química Geral II da Universidade Federal do Maranhão, onde a pesquisa ocorreu. Para a coleta de dados, utilizou-se a captura de tela, imagem e áudio dos alunos, por meio do software Camtasia®, além de gravações de áudios, entrevistas semiestruturadas, exercícios e os registros de conversas de um grupo criado na rede social WhatsApp®.A estruturação dos dados teve por base o modelo topológico de ensino, que permitiu orientar as análises. A análise ocorreu a partir da interação dos alunos e o modo como produziram os significados dos conceitos, sendo dividida em três momentos: mapa de aulas, mapa de categorias e microanálise. Identificamos que os conceitos são produzidos por livres associações de aulas anteriores e a partir das ideias inseridas nos Objetos de Aprendizagem, além disso, o discurso de autoridade influenciou a produção de significados durante as interações comunicativas. Na maioria das atividades, os alunos apresentaram domínio sobre os conceitos focos da pesquisa, organizando-os em alguns momentos de forma confusa, principalmente por meio da escrita. Apenas um aluno orientou suas ideias em direção à apropriação dos conceitos, porém não foi possível analisar os níveis de apropriação nessa etapa. / The concepts related to Quantum Mechanics are important for the study of atomic structure, having great relevance to Chemistry, which is based on the study of matter and its constituents. The investigation of how students learned these concepts has gained importance in the scientific literature, and many studies are directed about the difficulties related to the obstacle concerning the submicroscopic world and Classical Mechanics. This research aimed to analyze how production of meanings of Chemistry students in the study of concepts derived from current atomic model, especially the quantum numbers, shapes of orbitals and electronic transitions, observing levels of mastery and appropriation of it. The study was carried out during a teaching sequence organized on an interview conducted with the teacher of General Chemistry II of the Federal University of Maranhão, where the research took place. For data collection, screen capture, image and voice of the students through the Camtasia® software, and audio recordings, semi-structured interviews, exercises and conversations recorded in a group created on WhatsApp®, a social network . Data organization was based on the topological model of teaching that guided the process. The analysis occurred by the interaction of students and how they produced the meanings of concepts, being divided into three stages: classes map, categories map and microanalysis. We identified concepts produced by free associations of the previous classes and from the ideas embedded on the Learning Objects, moreover, the authority discourse influenced the production of meanings during communicative interactions. Most of activities, students showed mastery of the focus concepts of this research organizing then confusingly, mainly through writing. Only one student guided his ideas toward the appropriation of concepts, however, it was not possible to analyze the appropriation levels at this stage. / FAPEMA: 01770/12

Foram realizadas medidas do alinhamento atômico do Ta, W e Au depois da ionização da subcamada L3 desses elementos por impacto de elétrons, via distribuição angular das linhas de raios x L, empregando alvos finos. As medições foram realizadas na linha de feixe de 10100 keV do Microtron de São Paulo. Os alvos foram confeccionados no Laboratório de Filmes Finos, pela técnica de deposição física de vapor (alvo de Au), e no Laboratório de Materiais Magnéticos, pela técnica de sputtering (alvos de Ta e W), enquanto que a caracterização deles foi realizada no Laboratório de Materiais e Feixes Iônicos, pela técnica de espectrometria de retroespalhamento Rutherford. O Microtron de São Paulo, bem como os laboratórios onde os alvos foram confeccionados e caracterizados, estão no Instituto de Física da Universidade de São Paulo. Os raios x decorrentes da ionização dos alvos foram detetados simultaneamente por três Silicon Drift Detectors localizados a 31°, 90° e 125° com relação à direção do feixe incidente. A determinação da eficiência de pico dos detetores foi realizada com um modelo analítico testado separadamente. As intensidades das linhas do multipleto de raios x L foram ajustadas em um único procedimento empregando funções Voigt para descrevê-las. O parâmetro de alinhamento A20 foi estimado a partir do conjunto de intensidades das linhas Ll, L1 e L2. A fim de comparar os resultados experimentais com as previsões teóricas foi calculado o parâmetro de alinhamento com a aproximação de Born de ondas planas não relativística, empregando as aproximações de HartreeSlater e DiracHartreeSlater para descrever os potenciais atômicos. Os resultados experimentais confirmaram a emissão não isotrópica dos raios x decorrentes de vacâncias preenchidas na subcamada L3, sendo que a magnitude desta anisotropia varia com a energia do feixe de elétrons incidente. Além disso, foram observadas anisotropias de sinais opostos para as linhas L1 e L2. A dependência em energia do parâmetro de alinhamento A20 mostra uma queda rápida de A20, com duas inversões de sinal, uma em torno de 2 E/E(L3) e outra em torno de 8 E/E(L3), e um valor não nulo de alinhamento em torno de 10 E/E(L3), para os três elementos estudados. A comparação dos resultados experimentais com os cálculos realizados mostra um bom acordo ate cerca de 5 E/E(L3) para o feixe de elétrons incidente, a partir deste ponto o experimento evidencia uma segunda inversão no sinal de A20, que não é prevista por essa teoria. Este é, a nosso saber, o primeiro trabalho a quantificar o alinhamento atômico na ionização de átomos pesados por impacto de elétrons, via distribuição angular de raios x na faixa de 1 a 10 E/E(L3). / Measurements of the atomic alignment of Ta, W and Au after the ionization of the L3 subshell of these elements were performed by electron impact via the angular distribution of x-ray lines employing thin targets. The targets were made in the Laboratório de Filmes Finos, by the technique of physical vapor deposition (Au target), and in the Laboratório de Materiais Magnéticos, by the sputtering technique (Ta and W targets), while their characterization was performed in the Laboratório de Materiais e Feixes Iônicos, by Rutherford Backscattering Spectrometry. The Microtron of São Paulo, as well as the laboratories where the targets were made and characterized, are placed at Instituto de Física of the Universidade de São Paulo. The x-rays from the ionization of the targets were detected simultaneously by three Silicon Drift Detectors placed at 31°, 90° and 125° with respect to the direction of the incident beam. The determination of the full energy peak efficiency of the detectors was performed with an analytical model previously tested. In the data analysis the L x-ray multiplet lines were fitted in a single procedure employing Voigt functions to describe them, and the Ll, L1 and L2 lines were employed simultaneously in the estimation of the alignment parameter A20. In order to compare the experimental results with the theoretical predictions, the alignment parameter was calculated with the non-relativistic plane-wave Born approximation using HartreeSlater and DiracHartreeSlater atomic potentials. The experimental results confirmed the nonisotropic emission of x-rays from filled vacancies in the L3 subshell, with the magnitude of this anisotropy varying with the energy of the incident electron beam. In addition, anisotropies of opposite signs were observed for the L1 and L2 lines. The energy dependence of the alignment parameter A20 shows a sharp fall of A20, with two sign inversions, one around 2 E/E(L3) and another around 8 E/E(L3), and a non-zero alignment value around 10 E/E(L3), for the three studied elements. Comparison of the experimental results with the performed calculations shows a good agreement up to about 5 E/E(L3) for the incident electron beam, from which the experiment evidences a second inversion in the sign of A20, which is not predicted by this theory. This is, to our knowledge, the first work to quantify the atomic alignment in the ionization of heavy atoms by electron impact, via an angular distribution of x-rays in the interval from 1 to 10 E/E(L3).

Um material composto, formado pela mistura de muitos elementos, pode ser convenientemente descrito, a partir da forma com que a radiação interage com ele, como se fosse formado por um elemento ctício com um número atômico efetivo, Zef. Esse parâmetro não é constante com a energia, entretanto, pode ser considerado uma ferramenta útil na caracterização de tecidos biológicos, materiais tecido-equivalentes e dosímetros. Várias formas de determinação do Zef foram propostas na literatura, dentre elas, estão os métodos de atenuação que se baseiam no uso da seção de choque total (obtido a partir do coeciente de atenuação linear mássico (µ/)) e os métodos de espalhamento que se baseiam na razão entre as seções de choque diferenciais Rayleigh e Compton. Neste trabalho, buscou-se estudar métodos de obter Zef de forma experimental e teórica, por dois métodos (atenuação e espalhamento) para completar lacunas existentes na literatura. No método de atenuação, foi utilizado o (µ/) como grandeza de interação que, no conhecimento dos autores, ainda não foi utilizado. Para isso, arranjos experimentais que permitam determinar a densidade, , e o coeciente de atenuação linear, µ, foi construído. O µ (de materiais tecido-equivalentes e tecidos biológicos) foi determinado tanto para energia de 59.54 keV (fonte 241Am) com detector CdTe, quanto para faixa de energia entre 15 e 45 keV (tubo de raios X com alvo de W) com detector SDD. Um novo programa computacional para determinar o número atômico efetivo a partir do µ/ foi implementado e validado. A sensibilidade do método foi estudada de forma a determinar Zef de forma adequada. No método de espalhamento, arranjo experimental para detectar os fótons espalhados Rayleigh e Compton (utilizando fonte de 241Am e detector CdTe) foi construído, otimizado e validado. Um programa computacional para determinação de Zef através da razão Rayleigh/Compton, R/C, foi elaborado e validado . A sensibilidade do método foi estudada e analisada de forma a determinar Zef de maneira adequada. No método de atenuação, o arranjos para determinação do µ/ possibilitaram determiná-lo com diferenças menores que 6% quando comparados com a literatura e incertezas de 3.8% para 59.54 keV e até 7% na faixa de 15 à 45 keV. Também foi vericado que o método é adequado para determinar Zef para energias de até 60 keV, pois a partir deste valor, as incertezas em Zef aumentam (para mais de 10%). No método de espalhamento, o arranjo para determinação da razão Rayleigh/Compton possibilitaram obter medidas de R/C com menos de 10% de diferença com a literatura e incertezas de 7% e foi vericado ainda, que a faixa de momento transferido entre 1 Å1 e 2 Å1 é adequada para determinar Zef (incertezas menores que 3% de incerteza) / A composite material, formed by the mixture of several elements, can be conveniently described by, from the way the radiation interacts with it, as if it were formed by a factitious element with an eective atomic number (Zef). This parameter is not constant with the energy, however, can be considered as an useful tool for characterization of biological tissues, tissue-equivalent materials and dosimeters. Several ways for the determination of Zef were proposed by the literature, among them, are the attenuation methods which are based on the total cross section (derived form the mass attenuation coecient (µ/)) and the scatter methods which are based on the ratio between the Rayleigh and Compton dierential cross sections. In this work, were study ways to obtain Zef experimentally and theoretically by two methods (attenuation and scattering) to ll the gaps in the literature. In the attenuation method µ/ was used as interaction coecient which, in the authors knowledge, it hasnt been used. For this purpose, experimental arrangements to determine the density () and the linear attenuation coecient (µ) were built. The µ (of tissue-equivalent material and biological tissues) were determined both for 59.54 keV (241Am source) with a CdTe detector and for the energy rage between 15 and 45 keV (X ray tube, W target) with a SDD detector. A new computational program for determining Zef through µ/ was implemented and validated. The method sensibility was studied in the way to determine Zef properly. In the scattering method, an experimental arrangement to detect the Rayleigh and Compton scattered photons (with 241Am source and a CdTe detector) was built, optimized and validated. A computational program to determine Zef through Rayleigh to Compton ratio, R/C, was elaborated and validated. The methods sensibility was studied and analyzed to determine Zef properly. In the attenuation method, the arrangements for determining µ/ allowed to determine it with dierences smaller than 6% when compared with the literature and uncertainties of 3.8% for 59.54 keV and up to 7% in the range of 15 to 45 keV. It has also been found that the method is suitable for determining Zef for energies of up to 60 keV, because above that energy, the uncertainties in Zef increases (more than 10%). In the scattering method, the arrangement for determining R/C made it possible to obtain measurements of R/C with less than 10% dierence with the literature and uncertainties of 7% and it was veried that the momentum transfer range between 1 Å1 and 2 Å1 is suitable for determining Zef (uncertainties less than 3 % uncertainty)

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-08-22T15:11:22Z No. of bitstreams: 1 Antheogenes Menezes da Silva.pdf: 3239064 bytes, checksum: 61d27b9f3abf52e98f4623de16289ff8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-22T15:11:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antheogenes Menezes da Silva.pdf: 3239064 bytes, checksum: 61d27b9f3abf52e98f4623de16289ff8 (MD5) Previous issue date: 2010-08-23 / This work analyses how the History and philosophy of Science is presented in the concept approach of “atomic models” in the didactic books of the first grade of state high schools in Pernambuco- Brazil from the Bachelard’s perspective. Most of the times Chemistry teachers base them selves in the little historic part that goes with the contents of atomic models in the didactic books; and most of the times they don’t realize the problems in these versions, because they don’t analyze the use of this device properly. The present work discusses and analyses historic questions which are present in some didactic books about the perspective of Bachelard’s epistemology in the contents of atomic models which are usually used by Chemistry teachers in their classes. This study intends to contribute effectively in the making of a more adequate view in the construction of a the scientific knowledge. It also intends to now better the process of concept - making of atomic models with a historic background trying to make it more accessible and make possible to the student a better understanding of the structure of matter. From the analysis of some samples related to atomic models we’ll point out rights and problems adding new information both related to contents and background which allow the use of this material in a more efficacious manner. Finally this work suggests the use with more frequency of the History of Chemistry in class but with responsibility and quality in the use of this didactic tool, avoiding facts that make up a wrong image and give a fake feeling about the nature of the Chemistry Science. / Este trabalho consiste em analisar como se apresenta a História e Filosofia da Ciência na abordagem do conceito de “modelos atômicos” nos livros didáticos da 1º série do ensino médio da Rede Estadual de ensino do estado de Pernambuco a partir da perspectiva Bachelardiana. Na maioria das vezes o professor de Química se baseia na pequena parte Histórica que acompanha o conteúdo de modelos atômicos nos livros didáticos e muitas vezes não percebe os problemas nessas versões, pois não analisa de forma adequada o uso desse dispositivo. O presente trabalho discute e analisa questões Históricas que aparecem em certos livros didáticos sobre a perspectiva da epistemologia de Bachelard no conteúdo de modelos atômicos que são normalmente utilizados pelos professores de Química em suas aulas. Este estudo visa contribuir de forma efetiva na formação de uma visão mais adequada a construção do conhecimento científico. Busca também conhecer melhor o processo de formação do conceito de modelos atômicos com um pano de fundo histórico tentando tornar esse conceito mais acessível para o aluno e possibilitar e ele uma melhor compreensão acerca da estrutura da matéria. A partir da análise de alguns exemplares relacionados com modelos atômicos apontaremos acertos e problemas existentes sempre acrescentando novas informações tanto em relação ao conteúdo quanto ao contexto da época que permitam a utilização desse material de maneira mais eficaz. Finalmente a proposta do trabalho sugere que se utilize mais a História da Química na sala de aula, mas com responsabilidade e qualidade no uso dessa ferramenta didática. Evitando fatos que criem uma imagem enganosa e dão falsa impressão acerca da natureza da Ciência Química.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In this work a contribution to basic knowledges of physical and chemistry of the solid state is presented. Based on fundamental concepts of physical chemistry, such as charge distribution, electronegativity and electric dipole moment of the compounds, a purely analytical expression for obtaining the effective atomic number (Zeff ) and a general way to get the crystal packing factor, p, of any ionic system is being presented. The local interaction cation-anion occurs between the electronic clouds of the outermost electrons. So, we are postulating an effective separation (Rij ) between the negative and positive centre of charge of two ways; in one of them Rij is related to the electric dipole moment and the electronegativity difference, and the other by the average difference between the atomic and ionic (crystalline) radii of the interacting ions. When compared to the experimental data analyzed, predictions of up to 20% have been obtained for the Zeff of diatomic materials (BeO, LiF, Al2O3, MgO, NaF, SiO2, CaF2, V2O3 and ZnO) and above 20% for polyatomic crystals (Li2B4O7 and CaSO4) applied in dosimetry. In photonics, the increasing behavior of the refractive index with Zeff for the glass system (0.7-x)NaPO3-0.3WO3-xBi 2O3 is confirmed. By combining crystal field and effective charge models, we have done predictions of Zeff for the system Eu2O3 within the range of experimental data analyzed. Also we are proposing an analytical expression to calculate the photoionization cross-section (SCF) of isotropic defects or impurities centers, by using the time-dependent perturbation theory. The ground-state wavefunction of the electron captured in the impurity state is described by a three-dimensional isotropic harmonic oscillator and the excited electron in the continuum conduction band is described by a plane wave. The expression has been obtained considering all multipoles terms in the Hamiltonian, and that the radiation field which interacts with matter is semi-classical and linearly polarized. This approximation is assumed because the linear effects are dominant. The model is applied to predict the SCF of the Al2O3:C and Lu2SiO5: Ce crystals, and the predictions are in good agreement with the available data in the literature. / Neste trabalho uma contribuição aos conhecimentos básicos de físico e química do estado sólido é apresentado. Baseado em conceitos fundamentais de físico-química, tais como, distribuição de carga, eletronegatividade e momento de dipolo elétrico dos compostos, uma expressão puramente analítica para obtenção do número atômico efetivo (Zeff ) e uma maneira geral de obter o fator de empacotamento cristalino, p, de qualquer sistema iônico está sendo apresentada. A interação local cátion-ânion ocorre entre as nuvens eletrônicas dos elétrons mais externos. Sendo assim, estamos postulando uma separação efetiva (Rij ) entre os centros de carga negativa e positiva de duas maneiras; em uma delas Rij é relacionado com o momento de dipolo elétrico e a diferença de eletronegatividade, e a outra por meio da diferença média entre os raios atômicos e iônicos (cristalinos) dos íons interagentes. Quando comparado aos dados experimentais analisados, previsões de no máximo 20% têm sido obtidos para o Zeff de materiais diatômicos (BeO, LiF, Al2O3, MgO, NaF, SiO2, CaF2, V2O3 e ZnO) e acima de 20% para os cristais poliatômicos (Li2B4O7 e CaSO4) aplicados em dosimetria. Em fotônica, o comportamento crescente do índice de refração com Zeff , para o sistema vítreo (0.7-x)NaPO3-0.3WO3-xBi2O3, é confirmado. Combinando modelos de campo cristalino e carga efetiva, temos feito previsões de Zeff para o sistema Eu2O3 dentro do intervalo de dados experimentais analisados. Também estamos propondo uma expressão analítica para calcular a seção de choque de fotoionização (SCF) de centros de impurezas ou defeitos isotrópicos, usando a teoria de perturbação dependente do tempo. A função de onda do estado fundamental do elétron capturado no estado da impureza é descrito por um oscilador harmônico isotrópico tridimensional e o elétron excitado na banda de condução contínua é descrito por uma onda plana. A expressão foi obtida considerando todos os termos de multipolos no hamiltoniano, e que o campo de radiação que interage com a matéria é semi-clássico e linearmente polarizado. Esta aproximação é assumida porque os efeitos lineares são dominantes. O modelo é aplicado para prever a SCF dos cristais Al2O3:C e Lu2SiO5:Ce, e as previsões estão em bom acordo com os dados disponíveis na literatura.

Orientador: Flavio Caldas da Cruz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T07:51:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NunezPortela_Mayerlin_M.pdf: 5161095 bytes, checksum: e6a7c2d2eb88d6f484ae5211642dbec1 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os relógios atômicos são usados na atualidade em um grande número de aplicações científicas e tecnológicas que vão desde experimentos de relatividade e determinação de constantes fundamentais, até sistema de navegação (GPS) e telecomunicações. A proxima geração de relógios atômicos de alta precisão estará baseada em transições ópticas de átomos frios. Neste trabalho foi desenvolvido um laser de estado sólido de Nd:YLF bombeado por um laser de diodo e duplicado em frequência em 657 nm. Este sistema é proposto como oscilador local em um relógio atômico óptico baseado em átomos de cálcio. Comparado com os lasers de diodo, este apresenta uma potência maior no vermelho, um ruído de frequência e amplitude menores e a possibilidade de transferência remota usando obras ópticas no comprimento de onda fundamental de 1314 nm. Duplicação em frequência intra-cavidade é feita usando um cristal de BiBO, com superfícies anti-refletoras, e com um casamento de fase crítico tipo I à temperatura ambiente. Uma potência de 270 mW na saída do vermelho foi obtida para uma potência de bombeamento de 11.6 W. / Abstract: Atomic clocks are used today in a number of scientific and technological applications, ranging from tests of relativity, or variations of fundamental constants, to the use in navigation and telecommunication. The next generation of such high precision devices will be based on optical transitions of suitable laser cooled and trapped atoms. In this work we describe a frequency-doubled, diode-pumped solid-state Nd:YLF ring laser emitting at 657 nm, proposed as a local oscillator in an optical atomic clock based on laser cooled and trapped calcium atoms. Compared to diode lasers, its main advantages include higher power, less intrinsic frequency noise, and the possibility of remote transfer in optical fibers using the fundamental light at 1314 nm. Frequency doubling is performed inside the cavity using a 10 mm long AR-coated BiBO crystal, under type I, critical phase-matching at room temperature. Red output power of 270 mW was achieved for 11.6 W of pumping power. / Mestrado / Física Atômica e Molecular / Mestre em Física

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Knowing and understanding the Chemistry concepts is directly related to the capability of moving between the three levels of representation which concern Chemistry. Each one of these levels involve the developing of different abilities, as the capability of abstraction. There are several Chemistry concepts which depend on this articulation between the macroscopic, microscopic and symbolic levels, for example, the study of the matter structure. Though, it is noticed that a large part of the students show difficulties in comprehending the transition between the levels of representation and therefore identifying the relation between the chemical concepts and their everyday lives, this is why it is important to know the concepts of the students. With the purpose of helping the students in the construction, visualization and application of the knowledge which involve the study of the atom, especially the Bohr atomic model, with facts of their daily lives, in this study we elaborated and developed different experimental and modeling activities. Moreover, we evaluated the didactic objective of the visual resources present in the five textbooks approved by the PNLD-2012, in relation to the atomic structure. This analysis was done duo to the importance of this material in class and its use as research source in some activities developed in this research, as the images present in the textbooks may help the students in the relation between the theory and the practice during the process of imagining some chemical phenomenon. In a general way, we observed that there is diversity in the way the visual resources are used in the textbooks concerning the Bohr atomic model. This study was taken with thirty seven subjects in a class of freshman students in the city of Júlio de Castilhos, RS. The data taken in seven interventions was analyzed and categorized according to the methodology of the discursive text analyses. After the analyses of the data, the results showed that the different developed interventions, either through experimental or modeling activities, collaborated to the students to correlate the chemical concepts acquired in the classroom with several phenomena of their routine. Furthermore, it helped them to formulate their own relation between the macroscopic and the microscopic by their own observation, discussion, and idea interpretation using the Chemistry codes and symbols. Thus it can be said that, after the interventions, students were able to move between the three levels of representation of matter. These implications show that the teaching of Chemistry needs to provide students with differentiated classes in the attempt that they are able to identify and relate Chemistry as an integral part of their lives. / Conhecer e compreender os conceitos químicos está diretamente relacionado com a capacidade de transitar entre os três níveis de representação que permeiam a Química. Cada um desses níveis envolve o desenvolvimento de diferentes habilidades, dentre elas, a capacidade de abstração. Inúmeros são os conceitos químicos que dependem dessa articulação entre os níveis macroscópico, microscópico e simbólico, como por exemplo, o estudo da estrutura da matéria. Porém, o que se percebe é que grande parte dos estudantes apresenta dificuldades em compreender a transição entre os níveis de representação e consequentemente identificar as relações entre os conceitos químicos e seu cotidiano, por isso a importância de se conhecer as concepções dos alunos. Com o propósito de auxiliar os estudantes na construção, visualização e aplicação dos conhecimentos que envolvem o estudo do átomo, em específico o modelo atômico de Bohr, com fatos de seu dia a dia, neste trabalho elaboramos e desenvolvemos diferentes atividades experimentais e de modelagem. Além disso, avaliamos o objetivo didático dos recursos visuais presentes nos cinco livros didáticos aprovados pelo PNLD-2012, em relação à estrutura atômica. Esta análise foi realizada devido à importância desse material em sala de aula e à sua utilização como fonte de pesquisa em algumas atividades desenvolvidas nesta pesquisa, já que as imagens presentes nos livros didáticos podem auxiliar os estudantes nas relações entre a teoria e a prática durante o processo de imaginar alguns fenômenos químicos. De maneira geral, constatamos que há uma diversidade na forma como os recursos visuais são utilizados pelos livros didáticos na abordagem do modelo atômico de Bohr. O trabalho realizado nesta pesquisa foi desenvolvido com trinta e sete sujeitos, de uma turma da primeira série do ensino médio de uma escola pública da cidade de Júlio de Castilhos-RS. Os dados obtidos em sete intervenções foram analisados e categorizados conforme a metodologia da análise textual discursiva. Após a análise dos dados, os resultados demonstram que as diferentes intervenções desenvolvidas, seja através de atividades experimentais ou de modelagem, colaboraram para que os estudantes relacionassem os conceitos químicos aprendidos em sala de aula com diversos fenômenos de seu cotidiano. Além disso, auxiliaram para que eles a partir de suas observações, discussões, interpretações e ideias formulassem suas próprias relações entre o macroscópico e o microscópico, utilizando símbolos e códigos da Química, desta forma, pode-se afirmar que, após as intervenções, os estudantes foram capazes de transitar entre os três níveis de representação da matéria. Essas implicações evidenciam que o ensino de Química precisa proporcionar aos estudantes aulas diferenciadas na tentativa de que estes consigam identificar e relacionar a Química como parte integrante de sua vida.

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Diversas metodologias foram desenvolvidas nas últimas décadas para cálculo de propriedades que representassem quantitativamente a distribuição de carga eletrônica de forma mais simplista. A mais básica destas propriedades é chamada de carga atômica. Contudo, não havendo unanimidade quanto à utilização de um formalismo de cálculo de carga para situações abrangentes de estudo, há a necessidade de trabalhos voltados para uma análise comparativa entre as respostas destes formalismos em termos de carga atômica e parâmetros derivados. Assim, fez-se nesta dissertação uma investigação sobre valores de carga atômica e propriedades dinâmicas relacionadas, com importância em estudos sobre movimentos vibracionais em moléculas, como fluxo de carga e fluxo de dipolo, obtidos com os formalismos de cálculo de carga de Mulliken, NPA, CHELPG e QTAIM. Neste trabalho também se avaliou o efeito da escolha do método de cálculo, como Hartree-Fock e métodos que incluem correlação eletrônica (MP2, MP4(SDQ) e CCSD), e do conjunto de funções de base, através de funções como cc-pVDZ, cc-pVTZ e cc-pVQZ, sobre estas propriedades dinâmicas. Os sistemas analisados incluíram moléculas diatômicas e triatômicas lineares (HF, HCl, LiH, NaH, NaCl, LiF, NaF, LiCl, BF, AlF, BeO, MgO, CO, ClF, CO2, CS2, OCS, HCN e HNC) formadas por ligações de caráter variado, desde altamente iônicas até covalentes e incluindo ligações múltiplas. Também foram estudadas moléculas de clorofluorometanos (CH4, CH3Cl, CH3F, CH2Cl2, CH2F2, CH2ClF, CHCl3, CHF3, CHCl2F, CHClF2, CCl2F2, CClF3, CFCl3, CCl4, e CF4) para observação do efeito da troca de substituintes nas propriedades citadas. Pelos resultados obtidos, pode-se afirmar que apenas os formalismos NPA e QTAIM apresentam bom comportamento quanto à convergência em relação ao método de cálculo e/ou tamanho do conjunto de funções de base utilizados no estudo do fluxo de carga. Entretanto, apenas os valores QTAIM são consistentes com certas considerações químicas fundamentais, como fluxos de carga tendendo a zero durante o estiramento de ligações de predominante caráter iônico, em moléculas com estruturas próximas à geometria de equilíbrio. As cargas e seus fluxos obtidos com Mulliken apresentaram alta dependência e problemas de convergência com a escolha da função de base, além de valores incoerentes em alguns sistemas. Por sua vez, CHELPG não se mostrou adequado à aplicação da aproximação finita de dois pontos na obtenção dos valores numéricos de fluxos de carga. A análise da resposta destas propriedades à troca de substituintes em moléculas de clorofluorometanos seguiu destacando positivamente QTAIM em relação aos outros formalismos. Enquanto CHELPG demonstrou oscilações inconsistentes em gráficos destes valores em função do número de átomos de cloro e/ou flúor, NPA e Mulliken se mostraram sensíveis à troca de substituintes, entretanto, os valores de fluxo de carga observados em alguns casos estão em desacordo com a tendência esperada na troca de átomos de hidrogênio por átomos de cloro ou flúor. / Several methodologies were developed in the last few decades in order to obtain a property which could represent quantitatively electronic charge distributions in a simple way. The fundamental quantity in this treatment is called atomic charge. However, as long as there is not an agreement about the most indicated method to determine atomic charges for general systems or responses under study, it is necessary to analyze, comparatively, how these methods behave in given situations and how the values derived from them respond in each case. Hence, an investigation including charges and related quantities as charge flux and atomic dipole flux, which are of interest to vibrational analysis, was done by means of values resulting from four formalisms, that are, Mulliken, NPA, CHELPG and QTAIM. In this study were also evaluated the changes in such dynamic properties when the calculations are done by means of different methods, as Hartree-Fock and methods that include electron correlation (MP2, MP4(SDQ) and CCSD) and, with different basis sets as cc-pVDZ, cc-pVTZ and cc-pVQZ. The systems analyzed were diatomic and linear triatomic molecules (HF, HCl, LiH, NaH, NaCl, LiF, NaF, LiCl, BF, AlF, BeO, MgO, CO, FCl, CO2, CS2, OCS, HCN and HNC) including diverse bonding character, such as highly ionic or covalent bonds along with multiple bonds. Also, charge and charge flux parameters in chlorofluoromethane molecules (CH4, CH3Cl, CH3F, CH2Cl2, CH2F2, CH2ClF, CHCl3, CHF3, CHCl2F, CHClF2, CCl2F2, CClF3, CFCl3, CCl4 and CF4) were studied to analyze the effects in these properties during the exchange of substituent atoms. Considering the data obtained, one can infer that only NPA and QTAIM formalisms result in satisfactory convergence patterns with chosen methods and/or basis set sizes during the determination of charge and charge flux values. However, only QTAIM charge fluxes seem to follow certain chemical considerations, as low values for charge flux in a bond enlargement in systems with a predominant ionic character close to their equilibrium geometry. The Mulliken formalism shows high dependence and convergence issues in basis set size increments, as well as some inconsistent values. On other hand, CHELPG formalism is not suited to the finite approach for numerical derivatives in its two-point version. The study of substituent effects in chlorofluoromethanes reinforces the performance of QTAIM when compared to other formalisms. While CHELPG returned inconsistent oscillations in plots against the number of chlorine/fluorine atoms, NPA and Mulliken exhibited some sensibility with the change of substituent, though the flux values observed in a few cases are in disagreement with the tendencies expected when the hydrogen atoms are switched by chlorine or fluorine atoms.