PIANO DI LAVORO DEL DIPARTIMENTO DISCIPLINARE di FISICA. Anno Scolastico
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1 Liceo Scientifico Statale G. Galilei Via A. Moro, Borgomanero (NO) - Tel. e Fax PIANO DI LAVORO DEL DIPARTIMENTO DISCIPLINARE di FISICA Anno Scolastico CLASSE I A I B I C I D IF DOCENTE Cordevole Ilaria Medina Maurizio Quintana Stefano Manfredi Michela FINALITÀ L introduzione della fisica nel primo biennio ha lo scopo di porre le basi del percorso di studi che dovrà portare lo studente a conoscere i concetti fondamentali della disciplina attraverso le leggi e le teorie che li esplicitano. Ciò avverrà attraverso la formulazione di ipotesi, la sperimentazione, l interpretazione di leggi fisiche, la capacità di semplificare e modellizzare situazioni reali, la capacità di risolvere un problema di fisica applicando gli strumenti matematici adatti. OBIETTIVI MINIMI Facendo riferimento ai contenuti presentati nel piano di lavoro, lo studente deve essere in grado di: acquisire e saper usare correttamente la terminologia specifica della disciplina possedere una conoscenza di base degli argomenti trattati riconoscere i momenti essenziali dello svolgimento di una esperienza di laboratorio effettuare semplici misure e tradurre i risultati in tabelle e grafici saper ricavare informazioni significative da una tabella o un grafico risolvere semplici problemi utilizzando adeguati strumenti matematici METODOLOGIA Poiché lo scopo formativo non consiste solo nel far acquisire conoscenze, ma anche nello sviluppare attitudini volte alla risoluzione dei problemi e alla gestione delle informazioni, è necessario adottare un'adeguata metodologia che prevede di: sottolineare e privilegiare l aspetto sperimentale della disciplina favorire le osservazioni e guidare correttamente la discussione in classe stimolare gli allievi a ragionare per modelli partendo da situazioni concrete privilegiare momenti di scoperta e di successiva generalizzazione a partire da casi semplici e stimolanti utilizzare opportunamente il lavoro di gruppo anche quando non sono possibili attività sperimentali, le spiegazioni devono sempre tendere a far ripercorrere le tappe concettuali e pratiche di chi per primo ha formulato una determinata legge. Durante il biennio si cercherà di far acquisire agli studenti il metodo sperimentale tipico di questa scienza, perciò la presentazione dei vari argomenti verrà fatta con il metodo della "scoperta guidata" tutte le volte che sarà possibile. Quando sarà possibile, attraverso l'attività sperimentale diretta lo studente verrà guidato alla costruzione di leggi mediante la discussione collettiva dei risultati, la riflessione personale, il confronto e la collaborazione con i compagni e con l'insegnante. Il laboratorio, quindi, sarà un momento importante
2 dell'attività didattica e si baserà su esperienze relativamente semplici ma significative, legate ai contenuti delle varie unità didattiche. Verrà proposta agli studenti, soprattutto come momento di riflessione e di rielaborazione personale, la risoluzione di esercizi e problemi che affrontino problemi concreti per abituare lo studente a osservare la realtà, a porsi domande, a interpretare i fenomeni alla luce delle teorie studiate. VERIFICA E VALUTAZIONE La valutazione del rendimento degli alunni terrà conto degli obiettivi didattici raggiunti. Saranno anche elementi di valutazione la correttezza del linguaggio impiegato, la capacità di collegamento tra i diversi argomenti trattati, la capacità di orientarsi correttamente all'interno di una problematica nuova. Potranno essere effettuate verifiche di diverso genere, tra le quali: Colloqui aperti all interno del gruppo classe (formativi); Verifiche scritte valide per la valutazione orale (questionari, domande aperte, esercizi semplici). Verifiche scritte (risoluzione di esercizi e problemi). Interrogazioni individuali: almeno una per ogni quadrimestre solo in caso di situazioni insufficienti. Le valutazioni dovranno essere almeno quattro a quadrimestre (tra scritto e orale). Il voto sarà unico già nel primo quadrimestre. ATTIVITA DI RECUPERO/SOSTEGNO Un primo momento di recupero è svolto dall insegnante già nel corso delle lezioni settimanali ogniqualvolta si rende conto che un argomento non è stato adeguatamente assimilato dalla classe e ciò pregiudica la comprensione dei concetti successivi. Ulteriori attività di recupero e sostegno saranno eventualmente stabilite nel corso dell anno scolastico. STRUMENTI DI LAVORO Libro di testo: Ugo Amaldi. Dalla mela di Newton al bosone di Higgs, Ed. Zanichelli. Ulteriore materiale: schede di laboratorio, fotocopie, audiovisivi. Attrezzature disponibili: laboratorio di fisica, computer.
3 CONTENUTI 1. L ENERGIA E LE ALTRE GRANDEZZE FISICHE OBIETTIVI: introdurre le caratteristiche della fisica come scienza sperimentale definire le grandezze fisiche e le unità di misura L energia e le fonti energetiche La fisica e le grandezze fisiche Il Sistema Internazionale di unità La notazione scientifica Intervallo di tempo, lunghezza, massa, area, volume, densità. 2. LA MISURA OBIETTIVI: acquisire consapevolezza della presenza di errori raggiungere il risultato migliore della misura effettuata Gli strumenti di misura L incertezza nelle misure Il valore medio e l incertezza L incertezza nelle misure indirette Le cifre significative 3. LA LUCE OBIETTIVI: Costruire l immagine relativa a uno specchio o ad una lente Analizzare il comportamento di un raggio di luce in diverse situazioni I raggi di luce Le leggi della riflessione e gli specchi piani Specchi sferici Costruzione dell immagine per gli specchi sferici La legge dei punti coniugati e l ingrandimento Le leggi della rifrazione La riflessione totale Lenti sferiche La formula per le lenti sottili e l ingrandimento 4. LE FORZE OBIETTIVI: Saper lavorare con grandezze vettoriali Mettere in evidenza il legame tra le deformazioni e le forze Analizzare diversi tipi di forze Le forze cambiano la velocità La misura delle forze La somma delle forze I vettori Le operazioni con i vettori La forza-peso e la massa Le forze di attrito
4 La forza elastica 5. L EQUILIBRIO DEI SOLIDI OBIETTIVI: Conoscere i criteri per l equilibrio di un punto materiale Conoscere i criteri per l equilibrio di un corpo rigido Il punto materiale e il corpo rigido L equilibrio del punto materiale L equilibrio su un piano inclinato L effetto di più forze su un corpo rigido Il momento di una forza L equilibrio di un corpo rigido Le leve Il baricentro 6. L EQUILIBRIO DEI FLUIDI OBIETTIVI: Individuare le caratteristiche e i comportamenti comuni a tutti i liquidi Analizzare i liquidi dal punto di vista dell equilibrio Spiegare le interazioni tra un liquido e l ambiente esterno Solidi, liquidi e gas La pressione La pressione nei liquidi La pressione della forza-peso nei liquidi I vasi comunicanti La spinta di Archimede Il galleggiamento dei corpi La pressione atmosferica Borgomanero, ottobre 2015 Gli insegnanti.
5 Liceo Scientifico Statale G. Galilei Via A. Moro, Borgomanero (NO) - Tel. e Fax PIANO DI LAVORO DI FISICA CLASSE SECONDA Anno Scolastico CLASSE II A DOCENTE Cordevole Ilaria II B Medina Maurizio II D Quintana Stefano II F Manfredi Michela FINALITÀ Tenuto conto delle premesse e delle indicazioni metodologiche contenute nei Programmi di Fisica per il biennio del Liceo Scientifico, l'insegnamento della Fisica nel biennio si articola nella trattazione di due temi fondamentali: la materia e le sue proprietà, trattate nel primo anno e il tema dell'energia e delle sue trasformazioni al secondo anno. OBIETTIVI FORMATIVI saper analizzare fenomeni e problemi individuando le relazioni tra i dati a disposizione e collegando premesse e conseguenze. saper eseguire misure di grandezze in modo corretto e consapevole saper ordinare e rappresentare i dati relativi a un esperimento o a un problema saper utilizzare in modo corretto il linguaggio scientifico saper formulare e verificare le ipotesi di lavoro coerentemente con i dati a disposizione saper esprimere concetti e risultati in modo chiaro e preciso abituarsi a porre domande saper partecipare in modo attivo e costruttivo al lavoro di gruppo e alla stesura delle relazioni sulle esperienze. OBIETTIVI DIDATTICI conoscere i criteri per l'esecuzione delle misure di grandezze e per la valutazione degli errori conoscere i principi fisici relativi ai fenomeni trattati saper eseguire correttamente le misure valutandone l'errore; saper ordinare ed analizzare i dati mediante tabelle e grafici; saper individuare relazioni tra le variabili in gioco in un esperimento; saper formulare e verificare ipotesi di lavoro; saper applicare modelli interpretativi studiati a situazioni note e ad altre riconducibili a casi già discussi. OBIETTIVI MINIMI Acquisire e saper usare correttamente la terminologia specifica della disciplina Possedere una conoscenza di base degli argomenti trattati Saper ricavare informazioni significative da una tabella o grafico Essere in grado di comprendere il testo di un problema e saperlo risolvere utilizzando adeguati strumenti matematici METODOLOGIE DIDATTICHE Durante il biennio si cercherà di far acquisire agli studenti il metodo sperimentale tipico di questa scienza, perciò la presentazione dei vari argomenti verrà fatta con il metodo della "scoperta guidata" tutte le volte che sarà possibile. Attraverso l'attività sperimentale diretta, svolta in gruppo, lo studente verrà guidato alla costruzione di leggi mediante la discussione collettiva dei risultati, la riflessione personale, il confronto e la collaborazione con i compagni e con l'insegnante. Il laboratorio, quindi, sarà un momento molto importante dell'attività didattica e si baserà su esperienze relativamente semplici ma significative, legate ai contenuti delle varie unità didattiche. 1
6 Verranno eseguiti esperimenti qualitativi per abituare all'osservazione critica e alla descrizione del fenomeno; gli esperimenti quantitativi saranno limitati ai casi che possono essere realisticamente portati a compimento, per non trasformare l'esperienza in una banale verifica di formule. Il computer potrà essere utilizzato soprattutto per la raccolta e l elaborazione dei dati sperimentali mediante tabelle e grafici, facendo uso del foglio elettronico Excel. Verrà proposta agli studenti, soprattutto come momento di riflessione e di rielaborazione personale, la risoluzione di esercizi e problemi che affrontino situazioni concrete per abituare lo studente a osservare la realtà, a porsi domande, a interpretare i fenomeni alla luce delle teorie studiate. VERIFICA E VALUTAZIONE La valutazione del rendimento degli alunni terrà conto degli obiettivi didattici raggiunti. Saranno anche elementi di valutazione la correttezza del linguaggio impiegato, la capacità di collegamento tra i diversi argomenti trattati, la capacità di orientarsi correttamente all'interno di una problematica nuova. Potranno essere effettuate verifiche di diverso genere, tra le quali: Colloqui aperti all interno del gruppo classe (formativi); Verifiche scritte valide per la valutazione orale (questionari, domande aperte, esercizi semplici). Verifiche scritte (risoluzione di esercizi e problemi). Interrogazioni individuali: almeno una per ogni quadrimestre solo in caso di situazioni insufficienti. Le valutazioni dovranno essere almeno quattro a quadrimestre (tra scritto e orale). Il voto sarà unico già nel primo quadrimestre. CRITERI PER L ATTIVITÀ DI RECUPERO E DI SOSTEGNO Un primo momento di recupero è svolto dall insegnante già nel corso delle lezioni settimanali ogniqualvolta si rende conto che un argomento non è stato adeguatamente assimilato dalla classe e ciò pregiudica la comprensione dei concetti successivi. Ulteriori attività di recupero e sostegno saranno eventualmente stabilite nel corso dell anno scolastico. STRUMENTI DI LAVORO Libro di testo: Fabbri Masini: PHOENOMENA LS 2.0 Per il primo biennio dei licei scientifici Corso di Fisica vol. unico ed. SEI Ulteriore materiale: schede di laboratorio, fotocopie, audiovisivi. Attrezzature disponibili: strumenti di laboratorio; computer. U.D. 7 : MOTO RETTILINEO UNIFORME CONTENUTI PER UNITÀ DIDATTICHE 3 LE FORZE E IL MOTO PREREQUISITI Conoscere le unità di misura fondamentali dello spazio e del tempo nel S.I. Conoscere il significato di grandezze direttamente proporzionali CONOSCENZE Significato e unità di misura della velocità Legge oraria del moto rettilineo uniforme Implicazioni della pendenza della retta nel grafico spazio-tempo COMPETENZE Applicazione della legge oraria del moto rettilineo uniforme Valutazione delle conseguenze della proporzionalità diretta Determinazione della pendenza della retta nel grafico spazio-tempo Trasformazione in km/h della velocità espressa in m/s e viceversa La velocità Il grafico del moto rettilineo uniforme La diretta proporzionalità tra spazio e tempo La legge oraria del moto rettilineo uniforme La pendenza della retta La legge oraria nel caso generale 2
7 Spostamento e velocità come vettori U.D. 8 : MOTO RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELERATO PREREQUISITI Conoscere la definizione e l unità di misura della velocità Conoscere le conseguenze della proporzionalità diretta Sapere che cos è e come si utilizza una legge oraria CONOSCENZE Significato e unità di misura dell accelerazione Relazione tra velocità e tempo Implicazioni della pendenza della retta nel grafico velocità-tempo Legge oraria del moto Proprietà della proporzionalità quadratica tra grandezze Concetto di velocità media COMPETENZE Applicazione delle leggi oraria del moto uniformemente accelerato Costruzione del grafico di grandezze legate da proporzionalità quadratica Valutazione delle conseguenze della proporzionalità quadratica Determinazione della pendenza della retta nel grafico velocità-tempo L accelerazione La relazione tra velocità e tempo Il grafico velocità-tempo Il grafico spazio-tempo e la proporzionalità quadratica La legge oraria del moto rettilineo uniformemente accelerato Il moto vario U.D. 9 : MOTO CIRCOLARE UNIFORME E MOTO ARMONICO PREREQUISITI Sapere che cos è la traiettoria Conoscere la definizione e l unità di misura della velocità Conoscere le caratteristiche dei vettori e la definizione di vettore velocità CONOSCENZE Caratteristiche del moto circolare uniforme Relazione tra velocità tangenziale, periodo e frequenza Caratteristiche del moto armonico Legge del periodo del pendolo semplice Proprietà delle grandezze inversamente proporzionali COMPETENZE Applicazione delle leggi del moto circolare uniforme Costruzione del grafico di grandezze inversamente proporzionali Valutazione delle conseguenze della proporzionalità inversa Calcolo e rappresentazione vettoriale della velocità tangenziale Il moto circolare uniforme La frequenza La velocità angolare Il moto armonico Il pendolo semplice U.D. 10 : PRINCIPI DELLA DINAMICA PREREQUISITI Saper riconoscere grandezze direttamente e inversamente proporzionali Conoscere le caratteristiche del moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato Conoscere la definizione e l unità di misura di velocità, accelerazione e forza CONOSCENZE Enunciato dei tre principi fondamentali della dinamica 3
8 Interpretazione del concetto di massa dal punto di vista dinamico COMPETENZE Valutazione della relazione reciproca tra forza, massa e accelerazione Interpretazione del grafico forza-accelerazione e massa-accelerazione Le cause del moto Il primo principio I sistemi di riferimento La relazione tra forza e accelerazione La massa inerziale Il secondo principio Considerazioni sui principi della dinamica Il terzo principio U.D. 11: FORZE APPLICATE AL MOVIMENTO PREREQUISITI Saper riconoscere e rappresentare grandezze direttamente proporzionali Conoscere l enunciato del secondo principio della dinamica Sapere la definizione e l unità di misura di forza, accelerazione e massa Conoscere la legge oraria del moto rettilineo uniformemente accelerato CONOSCENZE Caratteristiche della caduta libera e del moto sul piano inclinato Differenza tra massa e peso Enunciato della legge di gravitazione universale COMPETENZE Applicazione delle leggi del moto al caso della caduta libera e del piano inclinato Determinazione del peso di un corpo conoscendone la massa e viceversa Calcolo della forza di attrazione gravitazionale La caduta libera: relazione tra massa e peso Il piano inclinato La forza centripeta Il moto parabolico U.D. 12 : LAVORO E FORME DI ENERGIA 4 ENERGIA E CONSERVAZIONE PREREQUISITI Conoscere la definizione e l unità di misura di massa, velocità e g Conoscere l enunciato e le conseguenze del secondo principio della dinamica Riconoscere e rappresentare graficamente grandezze legate da proporzionalità quadratica diretta CONOSCENZE Significato di lavoro, di energia e di potenza Differenza tra energia cinetica e potenziale Definizione di joule e di watt COMPETENZE Determinazione del lavoro compiuto da una forza e della potenza sviluppata Calcolo dell energia cinetica, potenziale gravitazionale ed elastica Distinzione tra lavoro positivo e negativo Il lavoro e sua rappresentazione grafica La potenza L energia L energia cinetica L energia potenziale gravitazionale L energia potenziale elastica U.D. 13 : PRINCIPI DI CONSERVAZIONE 4
9 PREREQUISITI Conoscere il concetto generale di energia Conoscere la definizione e l unità di misura di energia cinetica, energia potenziale gravitazionale ed energia potenziale elastica CONOSCENZE Definizione dell energia meccanica Significato del principio di conservazione dell energia meccanica Enunciato del principio di conservazione della quantità di moto Classificazione degli urti (elastici e anelatici) COMPETENZE Calcolo dell energia meccanica Uso del principio di conservazione della quantità di moto Valutazione del tipo d urto in base alla conservazione dell energia cinetica Il principio di conservazione dell energia meccanica La molla e la conservazione dell energia meccanica La conservazione dell energia 5 L EQUILIBRIO TERMICO U.D. 15 : CALORE E TRASMISSIONE DEL CALORE PREREQUISITI Sapere che cos è e come si misura la temperatura. Conoscere il concetto di equilibrio termico. Conoscere l interpretazione microscopica della temperatura. CONOSCENZE Significato di calore e relativa unità di misura. Equazione fondamentale della calorimetria. Definizione di calore specifico e di capacità termica e loro unità di misura Modalità di propagazione del calore. COMPETENZE Effettuazione di misurazioni di calore specifico Applicazione dell equazione fondamentale della calorimetria Applicazione della legge della conduzione termica Il calore Il calore specifico e la capacità termica La caloria La propagazione del calore U.D. 16 : CAMBIAMENTI DI STATO PREREQUISITI Conoscere la definizione e l unità di misura della temperatura e della pressione Conoscere l equazione fondamentale della calorimetria CONOSCENZE Caratteristiche della fusione e della solidificazione Caratteristiche della vaporizzazione e della condensazione Caratteristiche della sublimazione COMPETENZE Applicazione della formula relativa al calore latente di fusione Applicazione della formula relativa al calore latente di vaporizzazione Gli stati della materia I cambiamenti di stato Fusione e solidificazione Vaporizzazione e condensazione La sublimazione 5
10 U.D. 17: LUCE E STRUMENTI OTTICI 6 OTTICA GEOMETRICA CONOSCENZE Propagazione della luce Riflessione: immagini virtuali dello specchio piano Rifrazione Dispersione e colori Lenti e formazione delle immagini COMPETENZE Applicazione delle leggi della riflessione e della rifrazione Studio della riflessione, rifrazione e dispersione della luce Applicazione della formula delle lenti sottili Determinazione della distanza focale di una lente sottile La propagazione della luce La riflessione La rifrazione La dispersione della luce: i colori Le lenti Gli strumenti ottici Borgomanero, ottobre 2015 Gli insegnanti
11 Liceo Scientifico Statale G. Galilei Via A. Moro, Borgomanero (NO) - Tel. e Fax PIANO DI LAVORO DI FISICA CLASSI TERZE Anno Scolastico 2015/2016 CLASSE: 3A 3B 3F DOCENTE: Medina Maurizio 3C Manfredi Michela FINALITA Come da indicazioni Nazionali relative al secondo biennio e in particolare alla classe terza il percorso didattico darà maggior rilievo all impianto teorico (le leggi della Fisica) e alla sintesi formale (strumenti e modelli matematici), con l obiettivo di formulare e risolvere problemi più impegnativi, tratti anche dall esperienza quotidiana, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi fisiche. Inoltre, l attività sperimentale consentirà allo studente di discutere e costruire concetti, progettare e condurre osservazioni e misure, confrontare esperimenti e teorie. Saranno riprese le leggi del moto, affiancandole alla discussione dei sistemi di riferimento inerziali e non inerziali e del principio di relatività di Galilei. L approfondimento del principio di conservazione dell energia meccanica, applicato anche al moto dei fluidi e l affronto degli altri principi di conservazione, permetteranno allo studente di rileggere i fenomeni meccanici mediante grandezze diverse e di estenderne lo studio ai sistemi di corpi. Con lo studio della gravitazione e la sintesi newtoniana, lo studente approfondirà, anche in rapporto con la storia e la filosofia, il dibattito del XVI e XVII secolo sui sistemi cosmologici. Si completerà lo studio dei fenomeni termici con le leggi dei gas, familiarizzando con la semplificazione concettuale del gas perfetto e con la relativa teoria cinetica; lo studente potrà così vedere come il paradigma newtoniano sia in grado di connettere l ambito microscopico a quello macroscopico. Sarà affrontato lo studio dei principi della termodinamica che permetterà allo studente di generalizzare la legge di conservazione dell energia e di comprendere i limiti intrinseci alle trasformazioni tra forme di energia, anche nelle loro implicazioni tecnologiche, in termini quantitativi e matematicamente formalizzati. SITUAZIONE INIZIALE DELLE CLASSI Nella prime giorni di scuola i singoli docenti provvedono ad impostare l attività di raccordo con il biennio, attraverso un breve ripasso dei moti rettilinei e delle operazioni con i vettori. OBIETTIVI MINIMI Sono ritenuti obiettivi minimi le conoscenze teoriche dei vari argomenti e l applicazione delle leggi studiate agli esercizi con richieste dirette (con riferimento alla suddivisione del libro gli esercizi sono obiettivi minimi e non i problemi ).
12 OBIETTIVI SPECIFICI E CONTENUTI 1. MECCANICA Inizialmente viene effettuato un breve ripasso dei moti rettilinei e delle operazioni con i vettori. UNITA 3. I MOTI NON RETTILINEI. OBIETTIVI. Ricavare la traiettoria parabolica di un grave lanciato con velocità iniziale obliqua e le grandezze caratteristiche (tempo di volo, gittata, velocità di caduta). Calcolare velocità e accelerazione di un punto in moto circolare. Ricavare la formula dell accelerazione di un punto in moto circolare uniforme. CONTENUTI. 3.1 Moto curvilineo. Vettori spostamento, velocità, accelerazione. 3.2 Moto circolare uniforme. 3.3 Composizione dei moti: il moto parabolico (con velocità iniziale obliqua). UNITA 4. PRINCIPI DELLA DINAMICA E SISTEMI DI RIFERIMENTO. OBIETTIVI. Ricavare le equazioni galileiane di trasformazione delle coordinate e delle velocità e applicarle alla risoluzione di problemi. Riconoscere grandezze varianti e invarianti nel passaggio da un sistema di riferimento a un altro. Impostare la risoluzione di un problema di dinamica rispetto a un sistema di riferimento non inerziale. Impostare e risolvere correttamente un problema di dinamica in presenza di attrito CONTENUTI. 4.2 Il problema del sistema di riferimento. 4.5 Applicazioni dei principi della dinamica. 4.6 Forze di attrito. 4.7 La relatività galileiana. 4.8 I sistemi di riferimento non inerziali. 2. PRINCIPI DI CONSERVAZIONE. UNITA 5. CONSERVAZIONE DELL ENERGIA MECCANICA. OBIETTIVI. Calcolare il lavoro di una forza costante. Calcolare il lavoro di una forza variabile con un metodo grafico. Definire l energia potenziale a partire dal lavoro di una forza conservativa. Ricavare il teorema di conservazione dell energia meccanica. Applicare il teorema di conservazione dell energia meccanica alla risoluzione di problemi. Rappresentare un fluido ideale con linee e tubi di flusso. Prevedere la relazione tra pressione e velocità di un fluido ideale in un condotto. Applicare la legge di Bernoulli alla risoluzione di problemi. CONTENUTI. 5.1 Il lavoro. 5.2 Lavoro di una forza variabile: forza elastica. 5.4 La potenza. 5.5 Forze conservative e dissipative. 5.6 Relazione tra energia cinetica e lavoro. 5.7 Energia potenziale. 5.8 Conservazione dell energia meccanica. 5.9 Conservazione e fluidodinamica.
13 UNITA 6. PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELLA QUANTITA DI MOTO. OBIETTIVI. Calcolare la quantità di moto di un singolo corpo e di un sistema di corpi. Ricavare il teorema dell impulso nel caso di una forza costante. Ricavare il teorema di conservazione della quantità di moto per un sistema isolato. Esemplificare situazioni in cui si conserva la quantità di moto. Applicare il principio di conservazione della quantità di moto alla risoluzione di problemi. Descrivere le proprietà del centro di massa di un sistema di particelle o di un corpo rigido. CONTENUTI. 6.1 La quantità di moto. 6.2 Conservazione della quantità di moto. 6.3 L impulso. 6.4 Gli urti. 6.5 Centro di massa. UNITA 7. DALLA TRASLAZIONE ALLA ROTAZIONE. OBIETTIVI. Ricavare l espressione dell energia cinetica di un corpo rigido. Calcolare il momento d inerzia in semplici casi. Calcolare il momento della forza applicata a un punto materiale. Calcolare il momento angolare di un punto materiale. Esemplificare situazioni in cui il momento angolare si conserva. Paragonare il moto traslatorio di un corpo soggetto a una forza costante con il moto rotatorio di un corpo rigido intorno a un asse fisso. CONTENUTI. 7.1 Confronto tra moto traslatorio e rotatorio. 7.2 Prodotto vettoriale. 7.3 Equilibrio di un corpo rigido. 7.4 La dinamica rotatoria di un corpo rigido. 7.5 Momento angolare e legge di conservazione. 5 GRAVITAZIONE UNIVERSALE. UNITA 8. DAI MODELLI GEOCENTRICI AL CAMPO GRAVITAZIONALE. OBIETTIVI. Calcolare la forza gravitazionale tra due corpi assegnati. Ricavare la velocità di un satellite in orbita circolare. Calcolare l accelerazione di gravità alla superficie della Terra o di un altro pianeta. CONTENUTI. 8.3 La gravitazione universale. 8.4 Massa inerziale. 8.5 Satelliti in orbita circolare. 8.6 I campo gravitazionale. 8.7 L energia potenziale gravitazionale. 8.8 La conservazione dell energia meccanica in un campo gravitazionale. 6 TERMODINAMICA. UNITA 9. GAS PERFETTI. OBIETTIVI. Riconoscere quando un gas effettua una trasformazione isoterma, isocora, isobara, adabatica. Applicare le leggi dei gas alla risoluzione di problemi. Esprimere le leggi dei gas in funzione della temperatura assoluta. Ricavare l equazione di stato dei gas perfetti.
14 CONTENUTI. 9.1 Il termometro a gas. 9.2 La quantità d materia. 9.3 I gas perfetti. 9.4 La legge di Boyle e Mariotte. 9.5 La prima legge di Gay-Lussac. 9.6 La seconda legge di Gay-Lussac. 9.7 L equazione di stato dei gas perfetti. 9.9 Le trasformazioni adiabatiche. UNITA 10. TEORIA CINETICA DEI GAS IDEALI. OBIETTIVI. Mettere in relazione la velocità quadratica media delle molecole di un gas con la sua pressione o la sua temperatura. CONTENUTI La teoria cinetica La pressione del gas ideale dal punto di vista microscopico La temperatura e l energia cinetica media La velocità quadratica media. UNITA 11. PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA. OBIETTIVI. Analizzare trasformazioni termodinamiche in relazione al lavoro e al calore e valutare il rendimento di macchine termiche. CONTENUTI L equivalenza tra calore e lavoro 11.2 L energia interna 11.3 Il primo principio della termodinamica 11.4 Trasformazioni e lavoro 11.5 Trasformazioni e calore 11.6 Il rendimento delle macchine termiche 11.7 Il ciclo di Carnot Il ciclo frigorifero L entropia Entropia, probabilità e terzo principio. CRITERI DI MISURAZIONE E VALUTAZIONE Come concordato nella riunione di dipartimento la valutazione, sulla base degli obiettivi definiti inizialmente, terrà conto di: Interesse nel corso delle attività curriculari; Impegno nell attività di studio a casa e a scuola; Acquisizione dei contenuti disciplinari; Competenza comunicativa; Capacità di analisi, di rielaborazione e di sintesi; Progressi compiuti in relazione alla situazione di partenza. STRUMENTI DI MISURAZIONE E VALUTAZIONE Allo scopo di avere un maggior numero di elementi diversi atti a verificare l acquisizione e il possesso di abilità sarà opportuno coniugare verifiche di diverso genere, tra le quali: Colloqui aperti all interno del gruppo classe (formativi); Verifiche scritte valide per la valutazione orale (questionari, domande aperte, esercizi semplici). Verifiche scritte (risoluzione di esercizi e problemi). Interrogazioni individuali: almeno una per ogni quadrimestre solo in caso di situazioni insufficienti Le valutazioni saranno almeno quattro a quadrimestre (tra scritto e orale). Il voto sarà unico già nel primo quadrimestre. STRUMENTI DI LAVORO
15 Libro di testo: PHOENOMENA LS1-CORSO DI FISICA PER IL SECONDO BIENNIO DEI LICEI SCIENTIFICI FABBRI, MASINI- ED. SEI Potranno essere utilizzate schede fotocopiate (relative a letture o approfondimenti), contenuti multimediali collegati al libro misto in adozione, audiovisivi. Laboratorio di fisica. ATTIVITA DI RECUPERO/SOSTEGNO Un primo momento di recupero è svolto dall insegnante già nel corso delle lezioni settimanali ogniqualvolta si rende conto che un argomento non è stato adeguatamente assimilato dalla classe e ciò pregiudica la comprensione dei concetti successivi. Ulteriori attività di recupero e sostegno saranno eventualmente stabilite nel corso dell anno scolastico. Borgomanero, ottobre 2015 Gli insegnanti
16 Liceo Scientifico Statale G. Galilei Via A. Moro, Borgomanero (NO) - Tel. e Fax PIANO DI LAVORO DI FISICA CLASSI QUARTE Anno Scolastico 2015/2016 CLASSE: CLASSE 4A DOCENTE: Baccalaro Caterina 4B Cordevole Ilaria 4C Galli Cristina 4F Manfredi Michela FINALITA Come da indicazioni Nazionali relative al secondo biennio e in particolare alla classe quarta il percorso didattico darà maggior rilievo all impianto teorico (le leggi della Fisica) e alla sintesi formale (strumenti e modelli matematici), con l obiettivo di formulare e risolvere problemi più impegnativi, tratti anche dall esperienza quotidiana, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi fisiche. Inoltre, l attività sperimentale consentirà allo studente di discutere e costruire concetti, progettare e condurre osservazioni e misure, confrontare esperimenti e teorie. Sarà affrontato lo studio dei principi della termodinamica che permetterà allo studente di generalizzare la legge di conservazione dell energia e di comprendere i limiti intrinseci alle trasformazioni tra forme di energia, anche nelle loro implicazioni tecnologiche, in termini quantitativi e matematicamente formalizzati. Si inizierà lo studio dei fenomeni ondulatori con le onde meccaniche, introducendone le grandezze caratteristiche e la formalizzazione matematica; si esamineranno i fenomeni relativi alla loro propagazione con particolare attenzione alla sovrapposizione, interferenza e diffrazione. In questo contesto lo studente familiarizzerà con il suono (come esempio di onda meccanica particolarmente significativa) e completerà lo studio della luce con quei fenomeni che ne evidenziano la natura ondulatoria. Lo studio dei fenomeni elettrici permetterà allo studente di esaminare criticamente il concetto di interazione a distanza, già incontrato con la legge di gravitazione universale, e di arrivare al suo superamento mediante l introduzione di interazioni mediate dal campo elettrico, del quale si darà anche una descrizione in termini di energia e potenziale. SITUAZIONE INIZIALE DELLE CLASSI Nelle prime settimane i singoli docenti provvedono ad impostare l attività di ripasso come completamento e raccordo con gli ultimi argomenti svolti nel precedente anno scolastico (gas perfetti e teoria cinetica dei gas). OBIETTIVI E CONTENUTI Nella seguente tavola di programmazione vengono sintetizzati i contenuti legati agli obiettivi fissati e scansionati in riferimento al libro di testo in adozione.
17 Programmazione didattica VOLUME PHENOMENA LS1. NAMICATERMODI CAPITOLO CONOSCENZE COMPETENZE Unità 10. Teoria cinetica dei gas ideali. Unità 11. Principi della termodinamica La teoria cinetica. La pressione del gas ideale dal punto di vista microscopico. La temperatura e l energia cinetica media. Le velocità quadratica media. L equivalenza tra calore e lavoro. L energia interna. Il primo principio della termodinamica. Trasformazioni e lavoro. Il rendimento delle macchine termiche. Il ciclo di Carnot. Il secondo principio della termodinamica. Il ciclo frigorifero. L entropia. Entropia, probabilità e terzo principio. VOLUME PHOENOMENA LS2. Esprimere le leggi dei gas in funzione della temperatura assoluta. Mettere in relazione la velocità quadratica media delle molecole di un gas con la sua pressione o la sua temperatura. Calcolare il lavoro di un gas compiuto a pressione costante. Calcolare il lavoro di un gas con un metodo grafico. Applicare il primo principio della termodinamica alle trasformazioni di un gas perfetto. Descrivere schematicamente una macchina termica e calcolarne il rendimento. Descrivere un ciclo di Carnot e le sue trasformazioni. Risolvere problemi con cicli termodinamici, calcolando le varie grandezze coinvolte. CAPITOLO CONOSCENZE COMPETENZE LE ONDE Unità 12. Moto armonico. Unità 13. Onde meccaniche. Unità 14. Il suono. Unità 15. La luce. Oscillazioni armoniche. Moto armonico: Equazione oraria e grafico Velocità. Accelerazione. Periodo e frequenza di una molla. Fase. Energia. Il pendolo. Moto oscillatorio smorzato e forzato. Onde. Onde longitudinali e trasversali. Caratteristiche delle onde armoniche. Velocità di propagazione delle onde. Equazioni delle onde armoniche. Fase e opposizione di fase. Onde bidimensionali. Principio di Huygens. Riflessione. Rifrazione. Interferenza. Diffrazione. Il suono. Le caratteristiche dei suoni. La propagazione delle onde sonore. I battimenti. L effetto Doppler. Le onde stazionarie. La natura della luce: modelli interpretativi. Riflessione. Rifrazione. Polarizzazione. Interferenza. Diffrazione. Ricavare la legge oraria del moto armonico, la legge della velocità e quella dell accelerazione. Giustificare perché un corpo soggetto a una forza elastica di richiamo si muove di moto armonico. Ricavare la formula del periodo di un oscillatore armonico. Calcolare l energia meccanica di un oscillatore armonico. Saper studiare il moto di un pendolo. Descrivere le caratteristiche delle onde sonore. Calcolare le frequenze di un suono per effetto Doppler. Calcolare la frequenza o la lunghezza d onda di una radiazione luminosa. Descrivere come è possibile misurare la lunghezza d onda della luce mediante un esperimento d interferenza alla Young. Ricavare la posizione dei minimi e dei massimi di intensità luminosa in un esperimento di diffrazione della luce da una singola fenditura.
18 CAPITOLO CONOSCENZE COMPETENZE ELETTOSTATICA Unità 16. Fenomeni elettrostatici e campi elettrici. Unità 17. Potenziale elettrico. Metodi di elettrizzazione. Conduttori e isolanti elettrici. La legge di Coulomb. Forze elettriche e forze gravitazionali. La distribuzione della carica nei conduttori. Il campo elettrico generato da una carica puntiforme. La rappresentazione del campo elettrico. Flusso del campo elettrico; teorema di Gauss e sue applicazioni. La circuitazione e il campo elettrico conservativo. L energia potenziale elettrica. La differenza di potenziale. Superfici equipotenziali. I condensatori. Thomson e Millikan: la carica dell elettrone. Descrivere l elettrizzazione per contatto, strofinìo e induzione e interpretarli. Calcolare la forza tra due cariche puntiformi, nel vuoto e nei dielettrici. Applicare il principio di sovrapposizione delle forze. Descrivere il passaggio dall interazione a distanza al concetto di campo. Determinare (in modulo, direzione e verso) il campo elettrico generato da una carica puntiforme. Determinare il campo elettrico generato da più sorgenti puntiformi. Ricavare informazioni sul campo elettrico esaminando mappe di linee di forza. Calcolare il flusso del campo elettrico attraverso una superficie assegnata. Applicare il teorema di Gauss per ricavare l espressione del campo elettrico generato da particolari distribuzioni di cariche. Definire l energia potenziale elettrica e il potenziale elettrico. Calcolare l energia potenziale di un sistema formato da due o più cariche puntiformi. Calcolare l energia potenziale elettrica associata a particolari campi elettrici uniformi. Ricavare la relazione tra campo elettrico e potenziale (caso del campo uniforme). Scrivere le equazioni di moto di una carica elettrica all interno di campi elettrici uniformi. Calcolare la capacità elettrica di un conduttore. Risolvere problemi sui condensatori. Capitolo Conoscenze Abilità CORRENTI ELETTRICHE Unità 18. Leggi di Ohm. Unità 19. Circuiti elettrici. La corrente elettrica. Il circuito elettrico. La prima legge di Ohm. L effetto Joule. La seconda legge di Ohm. La relazione tra resistività e temperatura. La corrente elettrica nei fluidi. Il generatore. Resistori in serie e in parallelo. Le leggi di Kirchoff. Circuiti elettrici. Condensatori in serie e in parallelo. Carica e scarica dei condensatori: circuiti RC. Rappresentare un circuito elettrico elementare indicando i suoi componenti. Calcolare l intensità di una corrente elettrica. Risolvere semplici circuiti elettrici applicando le leggi di Ohm. Calcolare la resistenza di un filo conduttore in funzione della sua temperatura. Calcolare la resistenza equivalente di un circuito. Fare il bilancio energetico di un circuito attraversato da corrente. Descrivere, anche matematicamente, il processo di carica e di scarica di un condensatore.
19 CORRENTI ELETTRICHE
20 OBIETTIVI MINIMI. Sono ritenuti obiettivi minimi le conoscenze teoriche dei vari argomenti e l applicazione delle leggi studiate agli esercizi con richieste dirette (con riferimento alla suddivisione del libro gli esercizi sono obiettivi minimi e non i problemi finali ). CRITERI DI MISURAZIONE E VALUTAZIONE Come concordato nella riunione di dipartimento la valutazione, sulla base degli obiettivi definiti inizialmente, terrà conto di: Interesse nel corso delle attività curriculari; Impegno nell attività di studio a casa e a scuola; Acquisizione dei contenuti disciplinari; Competenza comunicativa; Capacità di analisi, di rielaborazione e di sintesi; Progressi compiuti in relazione alla situazione di partenza. STRUMENTI DI MISURAZIONE E VALUTAZIONE. Allo scopo di avere un maggior numero di elementi diversi atti a verificare l acquisizione e il possesso di abilità sarà opportuno coniugare verifiche di diverso genere, tra le quali: Colloqui aperti all interno del gruppo classe (formativi); Verifiche scritte valide per la valutazione orale (questionari, domande aperte, esercizi semplici). Verifiche scritte (risoluzione di esercizi e problemi). Interrogazioni individuali: almeno una per ogni quadrimestre solo in caso di situazioni insufficienti. Le valutazioni dovranno essere almeno quattro a quadrimestre (tra scritto e orale). Il voto sarà unico già nel primo quadrimestre. STRUMENTI DI LAVORO Libro di testo: Phoenomena LS1 e Phoenomena LS2 Fabbri, Masini. Ed. SEI. Potranno essere utilizzate schede fotocopiate (relative a letture o approfondimenti), contenuti multimediali collegati al libro misto in adozione, audiovisivi. Laboratorio di fisica. ATTIVITA DI RECUPERO/SOSTEGNO Un primo momento di recupero è svolto dall insegnante già nel corso delle lezioni settimanali ogniqualvolta si rende conto che un argomento non è stato adeguatamente assimilato dalla classe e ciò pregiudica la comprensione dei concetti successivi. Ulteriori attività di recupero e sostegno saranno eventualmente stabilite nel corso dell anno scolastico. Borgomanero, ottobre 2015 Le insegnanti
21 Liceo Scientifico Statale G. Galilei Via A. Moro, Borgomanero (NO) - Tel. e Fax ; nops04000x@istruzione.it con sez. staccata di Gozzano PIANO DI LAVORO DI FISICA CLASSI QUINTE Anno Scolastico 2015/2016 5A 5B - 5F 5C Prof.ssa Caterina Baccalaro Prof. Maurizio Medina Prof.ssa Cristina Galli FINALITA Come da indicazioni Nazionali relative al secondo biennio e in particolare alla classe quinta il percorso didattico darà maggior rilievo all impianto teorico (le leggi della Fisica) e alla sintesi formale (strumenti e modelli matematici), con l obiettivo di formulare e risolvere problemi più impegnativi, tratti anche dall esperienza quotidiana, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi fisiche. Inoltre, l attività sperimentale consentirà allo studente di discutere e costruire concetti, progettare e condurre osservazioni e misure, confrontare esperimenti e teorie. Lo studio dei fenomeni elettrici e magnetici permetterà allo studente di esaminare criticamente il concetto di interazione a distanza, già incontrato con la legge di gravitazione universale, e di arrivare al suo superamento mediante l introduzione di interazioni mediate dal campo elettrico, del quale si darà anche una descrizione in termini di energia e potenziale, e dal campo magnetico. Lo studente completerà lo studio dell elettromagnetismo con l induzione magnetica e le sue applicazioni, per giungere, privilegiando gli aspetti concettuali, alla sintesi costituita dalle equazioni di Maxwell. Lo studente affronterà anche lo studio delle onde elettromagnetiche, della loro produzione e propagazione, dei loro effetti e delle loro applicazioni nelle varie bande di frequenza. Il percorso didattico comprenderà le conoscenze sviluppate nel XX secolo relative al microcosmo e al macrocosmo, accostando le problematiche che storicamente hanno portato ai nuovi concetti di spazio e tempo, massa ed energia. Lo studio della teoria della relatività ristretta di Einstein porterà lo studente a confrontarsi con la simultaneità degli eventi, la dilatazione dei tempi e la contrazione delle lunghezze; l aver affrontato l equivalenza massa-energia gli permetterà di sviluppare un interpretazione energetica dei fenomeni nucleari (radioattività, fissione, fusione). L affermarsi del modello del quanto di luce potrà essere introdotto attraverso lo studio della radiazione termica e dell ipotesi di Planck (affrontati anche solo in modo qualitativo), e sarà sviluppato da un lato con lo studio dell effetto fotoelettrico e della sua interpretazione da parte di Einstein, e dall altro lato con la discussione delle teorie e dei risultati sperimentali che evidenziano la presenza di livelli energetici discreti nell atomo SITUAZIONI INIZIALI DELLE CLASSI Nella prima settimana i singoli docenti hanno provveduto ad impostare l attività di ripasso come completamento e raccordo con gli ultimi argomenti svolti nel precedente anno scolastico ( potenziale elettrico e capacità). Il dipartimento ha deciso di non effettuare un test di ingresso.
22 OBIETTIVI E CONTENUTI Nella seguente tavola di programmazione vengono sintetizzati i contenuti legati agli obiettivi fissati e scansionati in riferimento al libro di testo in adozione. LEGENDA per le Competenze a b c d e Osservare e identificare i fenomeni Formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie, leggi. Formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione. Fare esperienza e render ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale. Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui si vive. Modulo Compet. Conoscenze Abilità La corrente1. elettrica nei metalli magneticoil campo2. a b c d e a b c d Il circuito elettrico e la corrente elettrica. L intensità della corrente. Gli strumenti di misura elettrici. La corrente elettrica nei metalli: interpretazione microscopica. La resistenza di un conduttore. Le leggi di Ohm. La forza elettromotrice e la resistenza interna del generatore elettrico. La potenza elettrica. Il collegamento in serie e in parallelo delle resistenze. L effetto Joule. Il circuito RC alimentato in tensione continua. Fenomeni magnetici. Definizione operativa di campo magnetico: il vettore induzione magnetica. Campi magnetici prodotti dalla corrente elettrica continua: filo, spira circolare, solenoide. La forza che un campo magnetico esercita su un circuito percorso da corrente. La forza tra fili percorsi da corrente. Il flusso e la circuitazione del campo magnetico. Rappresentare un circuito elettrico elementare indicando i suoi componenti. Calcolare l intensità di una corrente elettrica. Risolvere semplici circuiti elettrici applicando le leggi di Ohm. Calcolare la resistenza equivalente di un circuito. Fornire un interpretazione microscopica del passaggio della corrente in un conduttore metallico. Calcolare la resistenza di un filo conduttore in funzione della sua temperatura. Fare il bilancio energetico di un circuito attraversato da corrente. Descrivere, anche matematicamente, il processo di carica e di scarica di un condensatore. Descrivere fenomeni magnetici e interpretarli in termini di campo. Definire, il campo magnetico in una regione dello spazio. Calcolare e rappresentare vettorialmente il campo magnetico di particolari distribuzioni di correnti continue: filo rettilineo, spira circolare e solenoide. Calcolare la forza su un tratto di conduttore percorso da corrente e immerso in un campo magnetico. Calcolare la forza tra fili percorsi da corrente. Determinare il momento meccanico su una spira percorsa da corrente e immersa in un campo magnetico. Calcolare il flusso e la circuitazione di un campo magnetico.
23 Il moto delle cariche 3. magneticielettriche nei campi a b c d e La forza di Lorentz. Il moto delle cariche in un campo magnetico uniforme. Il campo magnetico nella materia. Il ciclo di isteresi. Calcolare la forza di Lorentz su una carica in moto in un campo magnetico.calcolare il raggio della traiettoria circolare descritta da una carica in un campo magnetico. Descrivere il comportamento microscopica di una sostanza dia para - ferromagnetica Descrivere il ciclo di isteresi e una applicazione L induzione4. elettromagnetica magnetismodell elettrola sintesi5. a b c d e a b c d e La legge di Faraday-Neumann-Lenz. L autoinduzione. Le extracorrenti di apertura e di chiusura di un circuito. L energia e la densità di energia di un campo magnetico. La produzione e il trasporto della corrente alternata. Le quattro equazioni di Maxwell. La corrente di spostamento. Le onde elettromagnetiche. Descrivere esperimenti in cui si producono correnti indotte. Calcolare la forza elettromotrice indotta e la corrente indotta. Stabilire il verso di circolazione della corrente indotta. Ricavare l induttanza di un solenoide. Rappresentare, in funzione del tempo, la corrente di un circuito RL alimentato in continua. Ricavare l espressione dell energia e della densità di energia di un campo magnetico. Spiegare il principio di funzionamento di un alternatore e di un trasformatore. Scrivere, enunciare e spiegare correttamente le quattro equazioni di Maxwell. Mostrare come le equazioni di Maxwell prevedono l esistenza delle onde elettromagnetiche. Ricavare la velocità di propagazione di un onda elettromagnetica. Descrivere lo spettro delle onde elettromagnetiche.
24 della relativitàla teoria6. La dinamica7. relativistica La crisi della8. fisica classica Fisica quantistica9. a b c d e a b c d e a b c d e a b c d L esperimento di Michelson e Morley e il problema dell etere. Gli assiomi della relatività ristretta. La dilatazione degli intervalli di tempo. La contrazione delle lunghezze. Le equazioni di trasformazione di Lorentz. L equazione di trasformazione delle velocità. Il principio di equivalenza. La massa relativistica. L energia relativistica. L equivalenza massa-energia. La relazione tra energia e quantità di moto. Gli acceleratori di particelle. La radiazione del corpo nero e la sua interpretazione classica. Le ipotesi di Planck. L effetto fotoelettrico. Gli spettri atomici. Il modello planetario di atomo. L atomo di Bohr. L effetto Compton. L esperimento di Young con singoli fotoni. Il dualismo onda-corpuscolo per le particelle materiali. La lunghezza d onda di de Broglie. L equazione di Schrödinger, la funzione d onda e la sua interpretazione probabilistica. Il principio di indeterminazione di Heisenberg. Esporre le problematiche da cui ha preso l avvio la teoria della relatività ristretta. Descrivere l esperimento di Michelson e Morley e la sua importanza storica. Enunciare gli assiomi della relatività ristretta e mostrare come da essi discendano la dilatazione dei tempi e la contrazione delle distanze. Scrivere correttamente le equazioni di trasformazione di Lorentz e spiegarle. Enunciare il principio di equivalenza e il principio di relatività generale, illustrando alcune implicazioni. Scrivere le formule relativistiche della massa, dell energia totale e dell energia cinetica e interpretarle. Definire l energia di massa a riposo e calcolarla. Calcolare l energia in joule e in elettronvolt. Ricavare la relazione tra energia e quantità di moto. Discutere il principio di equivalenza massa-energia, anche mediante esempi. Descrivere le problematiche inerenti la distribuzione di energia di un corpo nero e la sua interpretazione classica. Descrivere la soluzione proposta da Planck per il corpo nero. Descrivere l effetto fotoelettrico e l interpretazione di Einstein. Descrivere i primi modelli atomici fino a quello all atomo di Bohr. Mostrare come il modello di Bohr rende ragione degli spettri di emissione e di assorbimento degli atomi. Descrivere l effetto Compton e spiegare la relazione di Compton per la lunghezza d onda dei fotoni diffusi. Calcolare la quantità di moto associata a un fotone di determinata lunghezza d onda o frequenza. Calcolare la lunghezza d onda di de Broglie di una particella materiale. Valutare, a partire dal principio di indeterminazione, le incertezze sulla posizione o sulla quantità di moto di una particella. Si prevede di svolgere i capitoli (7) 8, 9 e 10 del volume di quarta e dal 1 al 5 del volume di quinta. Si auspica di poter affrontare in maniera completa anche il capitolo 6. Rimarrà pertanto a discrezione dell insegnante e compatibilmente con il tempo a disposizione alla fine del secondo quadrimestre scegliere di accennare ai contenuti presenti nell ultimo modulo.
quale agisce una forza e viceversa. situazioni. applicate a due corpi che interagiscono. Determinare la forza centripeta di un
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