O que um físico precisa saber até o final da graduação? (Introdução)

Nessa série de posts comentarei, dentro do meu ponto de vista, o que um bacharel em física deve conhecer até o final de sua graduação. Os objetivos da série são: falar sobre as principais disciplinas da graduação, dar dicas de como estudar, o que estudar e por onde estudar, etc. Em resumo, dar percepção geral sobre o curso de física, para que alunos e vestibulandos possam se beneficiar .

Aviso: Essa série não tem a ambição de ser minuciosa, nem completa, nem de servir como um guia para iniciar pesquisas de ponta em ciência ou no mercado de trabalho. É uma singela lista de conhecimentos elementares para quem quer ter uma rasa noção em ciências físicas e suas aplicações.

Para quem quiser uma visão mais madura sobre o tema, sugiro a página do Prof. Gerard’t Hooft, uma iniciativa chamada How to become a GOOD Theoretical Physicist.

Introdução:

Com o avanço da tecnologia e da ciência, o curso de física precisou se aprimorar e mudou bastante de roupagem ao longo das últimas décadas. Surgiram novas modalidades e seu escopo foi ampliado, surgindo uma gama de novas especializações e linhas de pesquisa. O curso pode ser dividido em três pilares: Bacharelado, Licenciatura e Física Aplicada. Em geral as ênfases possuem um núcleo básico em comum (com duração de 2 anos), ramificando após esse período, e especializando (ciclo profissional) dentro de seus objetivos. É costumeiro haver um grande número de desistências do curso logo no primeiro semestre. Isso acontece devido a uma romantização do ensino da física, e um paternalismo inerente no ensino pré-vestibular, que incute a falsa ideia de que o estudo da física pode ser algo facilitado e que não é apenas pela soberba de intelectuais.

Pré requisito linguagem:

Um bom profissional precisa ler e entender bem o inglês, pois a grande maioria dos livros e artigos científicos estão em inglês. Já houve um grande avanço na produção de conteúdo e tradução para o português, mas existe muito material de seminários, aulas e congressos disponíveis em formato digital na internet ainda não traduzidos. Além disso há oportunidades de congressos, e estudo em outros países (EUA, Inglaterra, Canadá, Austrália, etc.).

Núcleo Básico:

É formado por disciplinas básicas para garantir uma formação sólida em cursos de exatas. Em geral consiste de disciplinas de matemática, introdução à computação, física básica e experimentos. É comum haver seminários sobre os diversos ramos de pesquisa e ensino, com profissionais convidados.

Núcleo Básico – Matemática:

Os cursos de matemática consistem nos fundamentos de cálculo diferencial e integral de várias variáveis, soluções de equações diferenciais ordinárias e parciais separáveis, álgebra linear e geometria analítica, cálculo com variáveis complexas, e métodos numéricos computacionais para solução de problemas reais. A disciplina de cálculo diferencial e integral do primeiro semestre costuma ser um divisor de águas no curso, sendo motivo de altos números de reprovações e desistências do curso.

Núcleo Básico – Introdução à computação:

Consiste no aprendizado de softwares matemáticos, estatísticos, gráficos e de lógica de programação. Essa parte do núcleo já era importante algumas décadas atrás, e sua importância na formação apenas aumentou de relevância com os adventos de novas tecnologias. Saber lógica de programação hoje em dia para um profissional é o equivalente a saber inglês algumas décadas atrás: um diferencial que em breve se tornará um requisito!

Núcleo Básico – Física Básica:

Consiste de disciplinas elementares que abordam tópicos já consagrados, sob um ponto de vista mais pedagógico, tais como mecânica Newtoniana, Gravitação de Newton, Termodinâmica, Eletromagnetismo Clássico, Mecânica Ondulatória, Relatividade Especial, e Introdução à Física Moderna (primórdios da mecânica quântica). Outro divisor de águas no curso está em apresentar problemas físicos que necessitam de ferramental matemático mais evoluído que aquele do ensino médio, e que possivelmente ainda não foi apresentado formalmente ao aluno (problema em concatenar os cursos de matemática e física na graduação), mas esse é um problema comum na pesquisa científica. Em geral pesquisadores precisam desenvolver novas ferramentas para solucionar problemas em aberto. Nada melhor que treinar desde o início!

Núcleo Básico – Experimentos

Toda ciência é baseada e construída em fatos experimentais e observações de fenômenos. Os cursos de física experimental acompanham os cursos de física básica. Consistem em apresentar experimentos elementares para os alunos, com o objetivo de ensinar conceitos fundamentais como atrito, choque elástico, pêndulo físico, viscosidade, queda livre, entropia, energia interna, temperatura, pressão e volume, campo elétrico, campo magnético, potencial elétrico, difração, refração, lei de snell, velocidade da luz, etc. Muitos desses experimentos podem ser inclusive improvisados em uma sala de aula, com materiais básicos.

Bacharelado:

Possui uma formação generalista, com um  ciclo profissional focado em disciplinas elementares que servem como base para a pesquisa acadêmica, e futuras pós graduações (mestrado e doutorado). Em geral englobam Física Estatística, Mecânica Lagrangeana, Mecânica Quântica, Teoria de Campos (Eletromagnetismo e Relatividade), Física do Estado Sólido, Física Nuclear, experimentos mais elaborados como condensados de Bose Einstein, mecânica de fluídos, espectroscopia, física atômica e nuclear, supercondutores e disciplinas mais especializadas de matemática, como teoria de grupos, equações diferenciais parciais, funções especiais, cálculo tensorial, formas diferenciais, análise funcional, etc. Em geral quem faz o bacharelado busca uma carreira na pesquisa científica, ou no meio acadêmica ou na iniciativa privada.

Licenciatura:

Possui um foco mais pedagógico, com disciplinas voltadas para o ensino, estágio docente em escolas, história da física e matemática, revisão bibliográfica, experimentos lúdicos e conceituais, monografias, etc. Em geral quem faz licenciatura busca uma carreira de magistratura no ensino básico, mas também pode migrar para o ensino superior, podendo fazer mestrado e/ou doutorado tanto em áreas de pesquisa quanto em áreas de ensino. A carreira do magistério é fundamental para o desenvolvimento de qualquer sociedade. Os professores do ensino básico são os catalizadores e os principais motivadores da busca pelo conhecimento nos jovens alunos.

Física Aplicada:

Essa ênfase surgiu de forma orgânica, uma necessidade da sociedade pós moderna. É uma formação técnica e especializada, intermediária entre o bacharelado e a engenharia. Existem diversas áreas de atuação para o físico aplicado, algumas delas são física médica (radioterapia, radiologia, medicina nuclear, proteção radiológica, etc.), física biomédica (biotecnologia, dosimetria, biônica, genética, e fronteira entre a física/tecnologia e a medicina, etc.), econofísica que é aplicação de conceitos físicos ao mercado financeiro e a economia, através de modelos matemáticos, estatísticos e soluções numéricas, de problemas reais complexos com muitos graus de liberdade, geofísica que é uma modalidade aplicada ao estudo de fenômenos naturais do planeta e possuem grande aplicação em diversas indústrias, em especial a do petróleo, física computacional que busca novos métodos numéricos, matemáticos e computacionais, construções de softwares especializados em soluções numéricas, alfa-numéricas e gráficas, resolução de problemas em aberto em computação, e desenvolvimento tecnológico.

Considerações Finais:

Os cursos de licenciatura e bacharelado são programados para 4 anos, e os de física aplicada podem durar 5 anos ou mais, para cumprir o ciclo de especialização (como residência em física médica). Atualmente há muitas oportunidades para os físicos na iniciativa privada, pois são profissionais com sólida formação em requisitos diferenciados como raciocínio lógico e matemático, grande poder analítico e de observação, modelagem de sistemas complexos e habilidade em lidar com grande número de dados de forma estatística e computacional. Para uma carreira acadêmica é necessário o Doutorado.

 

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About Osvaldo 51 Articles
Nascido em Belém-PA (1982), fez seu High School nos EUA em Greenwood, IN (Greenwood Community High School), é casado, bacharel em Física pela Unicamp, Mestre em Física pela Unicamp, experiência no mercado financeiro (em São Paulo). Possui como hobby e outros interesses: Cosmologia, Física Teórica, Matemática, Economia, Econofísica, Filosofia, Modelagem em Risco de Crédito, Sistemas Complexos (em especial análise de clusterização).

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