PIANO di LAVORO A. S. 2013/ 2014

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1 Nome docente Domenico Lo Moro Nome docente tecnico-pratico Roberto Raverta Materia insegnata Fisica Classe Testo in adozione Quinta Sez. A L La fisica di Amaldi Idee ed esperimenti Vol. 3 U. Amaldi Ed. Zanichelli

2 La classe è composta da 20 allievi che, nel complesso, hanno un comportamento corretto. Tuttavia per molti lo studio a casa è molto discontinuo e non sempre svolgono gli esercizi assegnati. Finalità generali Lo studio della fisica contribuisce alla formazione generale favorendo l'apprendimento di concetti fondamentali e alla creazione di una preparazione di base fornendo un adeguato bagaglio di conoscenze relative ad una molteplicità di aspetti della realtà tecnologica. In particolare l insegnamento della fisica deve: - concorrere alla formazione culturale dell'allievo, arricchendone la preparazione complessiva con strumenti idonei a una comprensione critica del presente, attraverso lo sviluppo di capacità di analisi e di collegamento e delle facoltà di astrazione e di unificazione per indagare sul mondo naturale; - acquisire la consapevolezza che la possibilità di indagare l'universo è legato al progresso tecnologico ed alle più moderne conoscenze; - comprendere l'evoluzione storica dei modelli di interpretazione della realtà evidenziandone l'importanza, i limiti ed il progressivo affinamento; - contribuire alla consapevolezza che, in una società complessa permeata di scienza e tecnologia, una formazione scientifica è indispensabile per le scelte che ogni cittadino è chiamato a compiere nella vita democratica. Finalità specifiche - comprensione dei procedimenti caratteristici dell'indagine scientifica, che si articolano in un continuo rapporto tra costruzione teorica e attività sperimentale; - acquisizione di un insieme organico di metodi e contenuti, finalizzati ad una adeguata interpretazione della natura; - capacità di reperire informazioni, di utilizzarle in modo autonomo e finalizzato e di comunicarle con un linguaggio scientifico; - abitudine all'approfondimento, alla riflessione individuale e all'organizzazione del lavoro personale; Obiettivi di apprendimento - applicare in contesti diversi le conoscenze acquisite; - riconoscere l ambito di validità di leggi scientifiche; - formulare ipotesi di interpretazione dei fenomeni osservati, dedurre conseguenze e proporre verifiche; - analizzare fenomeni individuando le variabili che li caratterizzano; - fare approssimazioni compatibili con l accuratezza richiesta e valutare i limiti di tali semplificazioni; - valutare l attendibilità dei risultati sperimentali ottenuti; - esaminare dati e ricavare informazioni significative da tabelle, grafici.. - utilizzare il linguaggio specifico della discipline. LABORATORIO L attività di laboratorio svolge un ruolo essenziale nell insegnamento della disciplina. Numerose esperienze verranno realizzate nel corso della trattazione dell elettrostatica, della corrente elettrica e del magnetismo compatibilmente con il materiale e l attrezzatura a disposizione.

3 Verifica e valutazione Per stabilire in quale misura siano stati raggiunti gli obiettivi prefissati verranno utilizzati i seguenti strumenti: - interrogazioni orali - prove di verifica scritte - esperienze di laboratorio - relazioni scritte sulle esperienze di laboratorio Programma ELETTROMAGNETISMO 1. La carica elettrica e la legge di Coulomb Elettrizzazione (strofinio, contatto e induzione) Conduttori e isolanti La legge di Coulomb; Costante dielettrica relativa; Bilancia di torsione Elettroscopio 2. Campo elettrico Vettore campo elettrico Campo elettrico generato da una o più cariche puntiformi Principio di sovrapposizione degli effetti Linee di forza del campo elettrico Flusso del campo elettrico e teorema di Gauss Applicazione del teorema di Gauss ( distribuzione piana infinita, condensatore, distribuzione lineare infinita; sfera carica) 3. Potenziale elettrico Campo conservativo Lavoro del campo elettrico (uniforme e generato da una carica puntiforme) Calcolo dell energia potenziale elettrica Circuitazione del campo elettrico Potenziale e superfici equipotenziali 4. Fenomeni di elettrostatica Distribuzione della carica Campo elettrico e potenziale di un conduttore in equilibrio elettrostatico Capacità di un conduttore Condensatori ad armature piane: campo elettrico, capacità ) Condensatori in serie e in parallelo, condensatore equivalente Energia immagazzinata da un condensatore

4 5. La corrente elettrica continua Intensità di corrente elettrica Generatori di tensione e circuiti elettrici Prima legge di Ohm Leggi di Kirchhoff Resistori in serie e in parallelo, resistenza equivalente Effetto Joule e potenza dissipate Forza elettromotrice 6. La corrente nei metalli Conduttori metallici Seconda legge di Ohm, resistività. Reostato Circuiti RC Carica e scarica di un condensatore Effetto termoionico, effetto fotoelettrico, diodo e triodo come valvola termoionica Effetto volta, termoelettrico e termocoppia 6. La corrente elettrica nei gas e nelle soluzioni elettrolitiche MAGNETISMO 8. Fenomeni magnetici fondamentali Campi magnetici Interazione corrente- campo magnetico Vettore induzione magnetica Interazione corrente corrente Biot-Savart Campo magnetico di una spira e di un solenoide Motore elettrico, amperometro e voltmetro 8. Campo magnetico Forza di Lorentz Forza elettrica e magnetica Moto di una carica in un campo magnetico uniforme Esperimento di Millikan e quantizzazione della carica elettrica Esperimento di Thomson Spettrografo di massa Flusso del campo magnetico Circuitazione del campo magnetico Proprietà magnetiche dei materiale, ciclo di isteresi

5 9. Induzione elettromagnetica Corrente indotta Legge di Faraday Neumann e legge di Lenz Induttanza di un circuito e autoinduzione elettromagnetica Circuito RL Mutua induzione Alternatore, trasformatore Circuiti in corrente alternata 10. equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche Campo elettrico indotto Corrente di spostamento e il campo magnetico Equazioni di Maxwell Onde elettromagnetiche ed energia trasportata 11. Cenni sulla relatività ristretta, la dinamica relativistica e la relatività generale Campi magnetici Interazione corrente- campo magnetico 12. Atomi, nuclei e particelle, meccanica quantistica nascita della fisica moderna, l elettrone spettroscopia L atomo di Thomson e Rutherford Quantizzazione dell atomo nucleare Livelli energetici dell atomo di idrogeno Limiti dell atomo di Bohr Numeri quantici Principio Pauli e distribuzione degli elettroni negli atomi La realtà del mondo dei quanti Diffusione elettromagnetica, raggi x e laser Meccanica quantistica Il corpo nero e l ipotesi di Planck Effetto fotoelettrico Quantizzazione della luce secondo Einstein Effetto compton Principio di indeterminazione Le onde di probabilità e il dualismo onda-corpuscolo Effetto tunnel Lo stato solido Struttura cristallina dei solidi Bande di energia e conducibilità elettrica Semiconduttori, diodo e transistore Superconduttività

6 Il Nucleo Nuclei e isotopia Enegia di legame dei nuclei Serie radioattive e trasmutazioni Fissione e fusione nucleare Particelle e loro interazioni I costituenti ultimi della materia Principali caratteristiche delle particelle Interazioni nucleari I quanti I Quark I Docenti Pinerolo, 12/11/13