Rede Agrofotônica do OndaCBC

Sobre Nós

Bem-vindo à plataforma AGROFOTÔNICA, uma das redes do INCT-ONDACBC, sediado no Departamento de Energia Nuclear (DEN) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). A rede é dedicada a explorar o uso da luz (ou fótons) em agricultura, meio ambiente e afins. O nome FOTÔNICA foi dado a uma das mais importantes tecnologias, recentemente consolidada no mundo tecnológico e de indiscutível importância para a produção de alimentos.

A FOTÔNICA é uma ferramenta capaz de produzir avanços em agricultura, conhecimentos básicos, tecnologias de processos agrícolas, produtividade das plantações, aumento de desempenho econômico e impactos sociais. A rede AGROFOTÔNICA busca desenvolver tais conhecimentos técnico-científicos, revestidos de experiência prática em uma abordagem inovadora e contribuir na geração de soluções para os desafios contemporâneos da agricultura. Isto produzirá tecnologias avançadas para otimizar o cultivo de alimentos, promovendo eficiência, qualidade e sustentabilidade.

Nesta plataforma, está disponibilizado material para formação de recursos humanos, através de informação científica e tecnológica em artigos, e informativos sobre as tecnologias de ponta relacionadas à Agrofotônica.

O objetivo é ser um espaço onde, pesquisadores, profissionais e pessoal, envolvidos em Agricultura, meio ambiente e congêneres, possam interagir e se instrumentalizar para atuar nestas áreas. Junte-se à rede iniciando com sua inscrição no Curso de Agrofotônica

Histórico de Cursos e Workshops

Curso Agrofotônica

Apresentação

O curso Agrofotônica tem o objetivo de fazer a iniciação de pessoas que desejam trabalhar com Fotônica em agricultura e meio ambiente, podendo ser estendido a outras áreas correlatas

Sua palavra chave é Fotônica, salientando ser uma tecnologia de imensa amplitude de aplicações em diversos setores e áreas tecnológicas e do conhecimento humano. As suas aplicações alcançam todas as áreas do nosso dia-a-dia, chegando ao que há de mais avançado em ciência. Suas aplicações são imensuráveis, incluindo inúmeras áreas do conhecimento humano: comunicações, medicina, arquitetura, processamento de informações, holografia, tecnologias militares, materiais, artes visuais, biofotônica, robótica etc. A lista é bem mais extensa, e nela se encontra a agricultura e o meio ambiente.

A criação da atividade de AGROFOTÔNICA, no INCT-OndaCBC/DEN, foi motivada pela absoluta urgência de agregar a Fotônica à sua rede de tecnologias. Daí veio a motivação para a realização deste curso, pela carência de recursos humanos na área.

Conteúdo Programático

O curso, em caráter de extensão, é constituído de três assuntos básicos: Introdução à Óptica, Tópicos de Física Quântica Aplicada e Introdução à Fotônica.

Óptica

A parte de Óptica se faz presente por razões óbvias: é um conhecimento básico para quem deseja trabalhar com luz/fótons, seja com fins científicos ou tecnológicos.
Acrescentando-se que ela é pouco estudada, mesmo nos cursos de cunho técnico.

Ementa

Ondas e suas propriedades básicas
Ondas mecânicas e ondas luminosas, equações
Luz e a sua natureza
Propriedades da luz na descrição ondulatória
Visão vetorial: polarização, vetor de Poynting
A luz nas interfaces
Reflexão e refração, superfícies refletoras e refratoras
Coeficientes de reflexão e reflectância
Reflexão total, ângulo de Brewster e tunelamento óptico
Espelhos: planos e esféricos
Instrumentos ópticos: prismas, lentes, luneta, telescópio, microscópio, acoplador óptico
Interferência e coerência
Princípio da superposição linear
Experimento de Young
Interferômetros: descrição e exemplos
Coerência no espaço/tempo e largura de linha
Difração de Fresnel e Fraunhöfer: descrição
Holografia
Radiação térmica
Lei de Kirchoff
Corpo negro e sua radiação

Tópicos de Física Quântica Aplicada

Este assunto objetiva dar ao participante do curso uma base em conceitos e entendimento dos processos da interação dos fótons com a matéria, inclusive a orgânica. Até porque falar em luz — Óptica — em âmbito amplo, precisa-se entrar no domínio quântico; não para gerar expertos em Física Quântica, mas para compreender suas aplicações e processos de interação na escala atômica.

Ementa

A Física do Mundo
Descrevendo o mundo visível
Respondendo às perguntas: o que é? Por que?
As relações de causa e efeito
A Física Nasce e Cresce
Mecânica clássica
Gravidade
O trio: eletricidade, magnetismo e óptica
A física e seu sucesso
Novidades Matemáticas para Descrever Natureza
Cálculo variacional
Lagrangeana e Hamiltoneana
Coordenadas generalizadas
Chega o Mundo Microscópico e Problemas Para a Física
Gases monoatômicos: outro sucesso da Física Clássica
Corpo negro: o primeiro insucesso da Física Clássica
Corpo negro e a descrição quântica de Planck
Efeito Fotoelétrico
O Átomo de Bohr
O Efeito Compton
O Postulado de De Broglie
A Mecânica Quântica Velha
Partícula ou onda?
A Mecânica Quântica Nova
A mecânica ondulatória de Schröndinger
Operadores lineares e o detalhe da comutação
Operadores Hermitianos e suas propriedades
Valores médios e autovalores
Conjunto completo de operadores que comutam
Problemas Unidimensionais
Barreira de potencial degrau: diodo de junção P-N
Barreira de potencial quadrada: diodo Zenner, MIM
Poço de potencial quadrado: diodo
Oscilador harmônico: moléculas
Poço de potencial duplo: molécula de amônia
Relógio com uma molécula de amônia
O Momento Angular e Sua Descrição Quântica
A descrição quântica do momento angular
Momento angular por Dirac: espaços abstratos
Spin
O Átomo e Molécula
Átomo de hidrogênio
Molécula de hidrogênio
Teorias de Perturbação
Independente do tempo
Dependente do tempo

Fotônica

Finalmente, o motivo de esta terceira parte do conteúdo é natural. Introduzir o aluno ao universo de dispositivos a serem usados — Laser, led, fotodetectores, acopladores, técnicas aplicadas — os quais ele poderá usar em pesquisas e desenvolvimento tecnológico. Disto resultando em aplicação e ampliação tecnológica da Fotônica.

Ementa

Elétrons e Fótons
A eletrônica
A fotônica
A complementaridade entre eletrônica e a fotônica
Componentes Básicos Ativos
Lasers
Leds
Fotodetetores
Componentes Básicos Passivos
Guias de ondas planos
Fibras ópticas
Acopladores ópticos
Redes de difração
Redes de Bragg
O Novo Mundo dos Microscópios
Aplicando a Fotônica
Desempenho da fotosíntese
Detecção de pragas
Tratamento médico

Dados Sobre o Curso

Formato: Presencial, podendo haver aulas de caráter teórico a serem ministradas a distância.
Professor: Frederico Dias Nunes.
Carga Horária: 60 horas.

Material Bibliográfico

Grant R. Fowles; Introduction to Modern Optics, Second Editions, 1975.
Bahaa E. A. Saleh; Fundamentals of Photonics, 2006.
John Weiner, Frederico Dias Nunes; Light-Matter Interaction - Physics and Engineering at the Nanoscale, 2017.
Vanderlei S. Bagnato; Novas técnicas ópticas para as áreas de saúde, 2008.
Vanderlei S. Bagnato; Laser e suas aplicações em ciência e tecnologia, 2023.
Frederico Dias Nunes; Apostilas do Curso.

Workshop Agrofotônica

O bioma Caatinga é único em todo o mundo. O INCT-ONDACBC se une ao desejo do país em valorizar e levá-lo a crescer no âmbito socioeconômico. Isto requer o uso de tecnologias devidas, baseadas em boa ciência.

Daí o ONDACBC aditar às suas ações a Fotônica, com seu enorme potencial para contribuir com a Caatinga via a sua rede AGROFOTÔNICA. Este Workshop marca o início das suas atividades.

Informações

Data: 28 de Junho de 2024
Local: Instituto de Pesquisa em Petróleo e Energia (LITPEG)
Campus UFPE - Cidade Universitária - Recife - PE.
Horário: Das 08:00 às 17:00 horas