Mostra ondas em cordas, som e luz, com fase, frequência, comprimento de onda, interferência, difração e ressonância. A ideia de decompor sinais em componentes prepara o caminho para pacotes de onda.

Apresenta probabilidade, valores médios, desvio, números complexos e exponenciais como ferramentas de previsão. O foco é calcular amplitudes sem transformar a matemática em obstáculo.

Constrói a noção de vetor, base, matriz, autovalor e produto interno. Esses objetos viram a gramática dos estados e das medidas quânticas.

Conta como radiação térmica, espectros atômicos, efeito fotoelétrico e estabilidade dos átomos quebraram a visão clássica. O capítulo liga os problemas históricos às ideias que ainda organizam a área.

Trata corpo negro, fótons, efeito fotoelétrico e espalhamento Compton. O aluno calcula quando a luz se comporta como onda, quando se comporta como partícula e por que as duas descrições são necessárias.

Apresenta a hipótese de de Broglie, difração de elétrons e o experimento da dupla fenda. A matéria passa a ser descrita por comprimentos de onda, fases e probabilidades de detecção.

Define estado quântico, amplitude, normalização, superposição e notação de Dirac. O aluno aprende a prever probabilidades a partir de um estado simples.

Mostra como posição, momento, energia e spin aparecem como operadores. Comutadores, autovalores e autovetores passam a explicar quais grandezas podem ter valores definidos ao mesmo tempo.

Desenvolve a equação de Schrödinger dependente e independente do tempo. O aluno acompanha como um estado muda e como níveis de energia surgem de condições físicas.

Resolve partículas livres, poços infinitos, poços finitos, degraus e barreiras. O tunelamento aparece como consequência calculável, não como mágica.

Trabalha o oscilador harmônico, operadores de criação e aniquilação, energia de ponto zero e estados coerentes. Esse modelo reaparece em vibrações moleculares, campos e luz quantizada.

Discute incerteza, colapso, preparação de estados, repetição de medidas e limites do que pode ser previsto. Interpretações entram como formas diferentes de organizar os mesmos resultados experimentais.

Usa o experimento de Stern-Gerlach para apresentar spin, sistemas de dois níveis e matrizes de Pauli. Esse é o primeiro contato sólido com a lógica de um qubit.

Mostra como translações, rotações e conservação aparecem na mecânica quântica. Momento angular orbital, spin e acoplamento de momentos preparam a física dos átomos.

Resolve o átomo de hidrogênio com números quânticos, orbitais e espectro de energia. O capítulo conecta equações, imagens de orbitais e linhas espectrais reais.

Trata blindagem, orbitais preenchidos, regra de Hund, acoplamento spin-órbita e estrutura fina. A tabela periódica passa a ser uma consequência organizada da mecânica quântica.

Mostra por que partículas idênticas exigem estados simétricos ou antissimétricos. Princípio de exclusão de Pauli, férmions e bósons explicam desde elétrons em átomos até condensados.

Apresenta perturbação, método variacional e aproximação WKB. O aluno aprende a transformar problemas sem solução exata em previsões controladas.

Trabalha integrais de caminho, ação, interferência entre trajetórias e aproximação semiclassica. A abordagem de Feynman dá outra forma de ver tunelamento, fases e transições.

Usa matrizes, diagonalização, integração numérica e simulação de estados simples em software científico. O foco é conferir contas, testar modelos e produzir gráficos reproduzíveis.

Trata transições, regras de seleção, emissão espontânea, absorção, linhas espectrais e efeitos de campos externos. O aluno lê espectros como pistas sobre a estrutura interna da matéria.

Apresenta fótons como estados quânticos do campo eletromagnético, lasers, cavidades e estados não clássicos da luz. Isso prepara comunicação quântica, sensores e hardware fotônico.

Mostra como orbitais atômicos formam ligações, orbitais moleculares, vibrações e rotações. A química quântica aparece como uma ponte direta entre equações e propriedades de substâncias.

Trabalha colisões, amplitudes de espalhamento, seções de choque, ressonâncias e detectores. O aluno vê como laboratórios inferem forças e estruturas a partir do que sai de uma colisão.

Apresenta ensemble, distribuição de Bose-Einstein, distribuição de Fermi-Dirac, fótons, fônons e pressão de degenerescência. O comportamento coletivo passa a ser calculado a partir de estados microscópicos.

Constrói bandas de energia, lacunas, massa efetiva, isolantes, metais e semicondutores. Diodos, transistores e células solares aparecem como aplicações diretas da estrutura de bandas.

Trata pares de Cooper, condensação, efeito Meissner, superfluidez e quantização de fluxo. O capítulo mostra como efeitos quânticos podem dominar objetos macroscópicos.

Apresenta a teoria do funcional da densidade, pseudopotenciais, bases, convergência e comparação com dados. O aluno aprende como propriedades de moléculas e materiais são previstas na prática.

Mostra números de ocupação, operadores de campo, excitações coletivas e funções de correlação. Essa linguagem simplifica sistemas com muitas partículas e prepara matéria condensada avançada e campos quânticos.

Trata a equação de Klein-Gordon, a equação de Dirac, spin relativístico, antipartículas e limites de validade. O capítulo mostra por que relatividade e quântica exigem uma descrição mais profunda.

Apresenta campos quantizados, partículas como excitações, diagramas de Feynman, renormalização em nível conceitual e o papel do Modelo Padrão. O aluno ganha vocabulário para ler física de partículas moderna.

Trabalha produtos tensoriais, estados compostos, traço parcial e matriz densidade. Essas ferramentas descrevem sistemas com várias partes e situações em que nem tudo é conhecido.

Mostra como ambientes causam ruído, dissipação e decoerência. O aluno aprende por que sistemas quânticos são frágeis e como isso afeta experimentos, sensores e computadores quânticos.

Trata emaranhamento, desigualdades de Bell, teletransporte quântico e correlações que não têm explicação clássica local. O capítulo liga questões conceituais a testes experimentais e tecnologias reais.

Constrói qubits, portas, circuitos, medidas, registradores e circuitos reversíveis. O aluno simula circuitos pequenos e compara a lógica quântica com a lógica digital comum.

Apresenta algoritmos como Deutsch-Jozsa, Grover, estimação de fase e Shor, com atenção ao tipo de vantagem que cada um promete. O foco é saber quando um algoritmo quântico muda o custo do cálculo.

Mostra códigos estabilizadores, síndrome de erro, códigos de superfície e limiares de tolerância a falhas. O aluno entende por que computadores quânticos úteis precisam de muitos qubits físicos para formar poucos qubits lógicos confiáveis.

Trata dispositivos ruidosos de escala intermediária, circuitos parametrizados, VQE, QAOA e validação de resultados. O capítulo ajuda a separar demonstrações úteis de promessas exageradas.

Compara plataformas de supercondutores, íons aprisionados, fótons, spins em sólidos e átomos neutros. O aluno vê como coerência, controle, leitura e escalabilidade mudam de uma arquitetura para outra.

Trata distribuição quântica de chaves, repetidores, memórias quânticas, redes e limites práticos de segurança. O aluno entende o que a criptografia quântica garante e o que ela não garante.

Mostra interferômetros, relógios atômicos, magnetômetros, gravímetros e limites quânticos de precisão. O foco é usar estados quânticos para medir campos, tempo e aceleração com sensibilidade extrema.

Trata aprisionamento, resfriamento a laser, condensados de Bose-Einstein, redes ópticas e simuladores analógicos. O aluno vê como laboratórios constroem sistemas limpos para imitar modelos difíceis de calcular.

Apresenta isolantes topológicos, semimetais de Weyl, grafeno, materiais 2D e estruturas moiré. O capítulo mostra como geometria, simetria e bandas produzem propriedades eletrônicas novas.

Trata pulsos ultracurtos, geração de harmônicos altos e observação de elétrons em escalas de attossegundos. O aluno acompanha reações e movimentos eletrônicos quase em tempo real.

Apresenta estados variacionais neurais, modelos ajustáveis, otimização e identificação de fases da matéria. O capítulo também mostra cuidados para validar previsões e não trocar física por caixa-preta.

Cobre riscos de laser, vácuo, alta tensão, criogenia, radiação ionizante quando houver, descarte e documentação de dados. Boas práticas tornam experimentos mais seguros, rastreáveis e confiáveis.

Segue um trabalho completo: formular a pergunta, escolher o Hamiltoniano, selecionar aproximações, simular, estimar incertezas, comparar com dados e comunicar o resultado. O aluno pratica decisões parecidas com as de pesquisa e desenvolvimento reais.

Mostra áreas de atuação, rotas de estudo, pesquisa, indústria, computação quântica, materiais, óptica, instrumentação e ensino. Também cobre portfólios, artigos, projetos reproduzíveis, eventos, comunidades e formas de se manter atualizado.