LICEO SCIENTIFICO STATALE "G.B.QUADRI" VICENZA DOCUMENTO DEL CONSIGLIO DI CLASSE

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1 LICEO SCIENTIFICO STATALE "G.B.QUADRI" VICENZA DOCUMENTO DEL CONSIGLIO DI CLASSE Anno scolastico RELAZIONE FINALE DEL DOCENTE All. A Classe: 5^DSA Indirizzo: SCIENZE APPLICATE Materia: FISICA Docente: Fabrizio TALIN 1. OBIETTIVI RAGGIUNTI DALLA CLASSE La valutazione della classe utilizza la seguente tabella di corrispondenza: Meno di 6 insufficiente 6 sufficiente 6-7 discreto 7-8 buono 8-10 ottimo In relazione alla programmazione curricolare sono stati conseguiti i seguenti obiettivi: 1.1. Obiettivi raggiunti relativamente alle conoscenze In riferimento all'acquisizione dei contenuti, e quindi di concetti, termini, definizioni di grandezze fisiche, loro unità di misura, leggi fisiche tra grandezze diverse, teoremi, principi, ipotesi e teorie fisiche, la conoscenza teorica della classe è in media sufficiente Obiettivi raggiunti relativamente alle competenze Relativamente all' utilizzazione delle conoscenze acquisite, nella risoluzione di problemi e in generale nell'applicazione concreta di quanto appreso la classe è di livello medio sufficiente Obiettivi raggiunti relativamente alle capacità Relativamente alla rielaborazione critica delle conoscenze acquisite, al loro autonomo e personale utilizzo e in rapporto alla capacità di organizzare il proprio apprendimento, la classe ha raggiunto un livello medio sufficiente. Due studenti, Maltese e Pilatone, si sono classificati quarto e quinto nella gara di istituto di Fisica.

2 2. CONTENUTI DISCIPLINARI E TEMPI DI REALIZZAZIONE 2.1. Complementi di conduzione elettrica. - Carica e scarica di un condensatore in un circuito RC. [SET] - Effetto termoelettronico esterno o effetto Edison. [OTT] - Effetti Volta, Thomson, Seebeck e Peltier. - Diodo e triodo a vuoto. - Semiconduttori intrinseci e drogati. [dopo 15 MAG] - Diodo a giunzione e transistor. - Superconduttività Campo magnetico. - Magneti e loro interazioni. [OTT] - Oersted e il campo magnetico delle correnti. - Forza magnetica su una corrente. Campo magnetico B. - Formula di Ampère della forza tra correnti rettilinee e parallele. Definizione di Ampère. - Legge di Biot-Savart del campo magnetico di una corrente in un filo rettilineo infinito. - Prima legge di Ampère-Laplace del campo di un elemento infinitesimo di corrente. - Seconda legge di Ampère-Laplace della forza su un elemento infinitesimo di corrente. - Campo magnetico della spira nel centro e sull asse. Bobine di Helmoltz. - Flusso del campo magnetico. Teorema di Gauss per il magnetismo. - Teorema della circuitazione di Ampère. - Applicazione del teorema di Ampère per il campo magnetico del solenoide (ideale). - Momento torcente su una spira percorsa da corrente e immersa in un campo magnetico. - Momento di dipolo magnetico. Motore elettrico. - Forza di Lorentz su una carica in moto in un campo magnetico. - Moto di cariche circolare ed elicoidale in un campo magnetico. - Bottiglia magnetica. Effetto Hall. Acceleratori di particelle. - Permeabilità magnetica relativa delle sostanze. Para-dia-ferromagnetismo Campo elettromagnetico. - Esperienze sulle correnti indotte. [NOV] - Legge di Faraday-Henry dell'induzione elettromagnetica. - Equazione di Neumann-Lenz. - Legge di Lenz e conservazione dell'energia. - Correnti di Foucault e pendolo di Waltenhofen. - Legge di Felici. [DIC] - Induttanza di un circuito. Induttanza del solenoide. - Autoinduzione elettromagnetica. - Circuiti RL. Costante di tempo induttiva. - Energia intrinseca della corrente o energia magnetica. - Densità di energia del campo magnetico. - Mutua induzione. - Circuiti LC: oscillazioni libere e smorzate. - Circuiti in corrente alternata (c.a.): generatore; valori efficaci. - Circuiti in c.a.: resistivo o capacitivo o induttivo. - Reattanza (capacitiva, induttiva e del circuito) e impedenza nei circuiti RLC in c.a.

3 - Differenza di fase tra fem e corrente nei circuiti RLC in c.a. Condizione di risonanza. - Potenza (apparente) erogata dal generatore. [GEN] - Potenza dissipata dalla resistenza : formula di Galileo-Ferraris e fattore di potenza. - Trasformatore statico e trasporto dell energia elettrica. - Circuitazione del campo elettrico indotto. - Corrente di spostamento e circuitazione del campo magnetico. - Equazioni di Maxwell. - Onde elettromagnetiche ed equazioni di Maxwell. - Densità e flusso di energia, vettore di Poynting e intensità di un onda elettromagnetica. - Quantità di moto (e sua densità) e pressione di radiazione di un onda elettromagnetica. - Circuiti oscillanti. Spettro elettromagnetico Relatività ristretta. - Principio di relatività classica. Trasformazioni di Galilei. - Esperimento di Michelson e Morley. - Trascinamento etere, contrazione delle lunghezze di Lorentz-Fitzgerald. - Postulato di costanza della velocità della luce e principio di relatività ristretta. - Relatività del concetto di simultaneità di due eventi. [FEB] - Trasformazioni di Lorentz delle coordinate (di un singolo evento o di una coppia). - Dilatazione dei tempi e contrazione delle lunghezze. - Trasformazioni di Lorentz come rotazioni nello spazio quadridimensionale.. - Intervallo spazio-temporale (del genere: TEMPO, LUCE e SPAZIO) e sua invarianza. - Relatività e causalità. Intervalli del genere TEMPO e non inversione temporale. - Trasformazione relativistica delle velocità. Velocità della luce come velocità limite. - Massa, quantità di moto e forza relativistiche. - Energia a riposo, energia totale ed energia cinetica relativistica. [MAR] - Relazione tra energia totale e quantità di moto. - Effetto Doppler per la luce. - Campo elettromagnetico e principio di relatività. - Trasformazioni di Lorentz del campo elettromagnetico Quanti e atomo. - Scoperta dell elettrone: esperimento di Thomson. - Spettro del corpo nero ed ipotesi dei quanti di energia di Planck. - Effetto fotoelettrico ed ipotesi dei quanti di luce (fotoni) di Einstein. - Effetto Compton. Energia e quantità di moto dei fotoni. [APR] - Spettro dell'atomo di idrogeno. Formula di Ritz. - Modelli atomici di Thomson e di Rutherford. - Modello di Bohr dell atomo di idrogeno e quantizzazione del momento angolare. - Livelli energetici degli atomi idrogenoidi. Esperimento di Franck e Hertz. - Metalli alcalini e quantizzazione dell eccentricità delle orbite di Sommerfeld. - Effetto Zeeman e quantizzazione dell orientazione delle orbite elettroniche. - Spin dell elettrone. Principio di esclusione di Pauli. - Onde materiali di De Broglie. Diffrazione degli elettroni. - Principi di complementarità e di corrispondenza di Bohr. - Meccanica ondulatoria di Schrödinger. Funzione d onda e densità di probabilità.[mag] - Principio di indeterminazione di Heisenberg fra grandezze coniugate. Effetto tunnel. - Scoperta dei raggi X e loro spettro.

4 2.6. Nucleo e particelle. - Radioattività naturale. Natura dei raggi alfa, beta e gamma. - Leggi dello spostamento e del decadimento radioattivo. Datazione con carbonio Isotopia. Scoperta del protone e del neutrone. - Raggio, massa ed energia di legame dei nuclei. - Interazione nucleare forte, decadimento alfa e pione. [dopo 15 MAG] - Interazioni nucleare debole, decadimento e neutrino. - Reazioni nucleari. Radioattività artificiale. - Generalità su fissione e fusione nucleare. - Classificazione delle particelle: fermioni e bosoni; leptoni e adroni. - Modello a quark degli adroni. Nuovi "sapori" di quark. - Particelle di materia e quanti mediatori di forza. Ore effettivamente svolte dal docente durante l anno, alla data attuale: 80 Firma dei rappresentanti degli studenti: 3. METODOLOGIE 3.1. Frequenza del laboratorio di fisica per far eseguire direttamente agli allievi alcune semplici esperienze (nel biennio) oppure per assistere a quelle più complesse (o con strumentazione più costosa) realizzate dalla cattedra Applicazione dei contenuti acquisiti alla risoluzione di esercizi e problemi di fisica, non cosiderandola come un automatica utilizzazione di formule, ma piuttosto come un'occasione sia per analizzare criticamente il fenomeno studiato che per giustificare logicamente le varie fasi del processo risolutivo Elaborazione teorica che, pur abituando ad un uso costante del linguaggio matematico, favorisca inizialmente un approccio intuitivo agli argomenti trattati partendo, possibilmente, dall analisi dei dati sperimentali, per tendere poi progressivamente ad una sistemazione più rigorosa della teoria, mettendone in luce la potenza unificante. E stata inoltre favorita un introduzione non rigorosa dei concetti matematici connessi con gli argomenti di fisica trattati anche se non ancora affrontati nel corso di matematica. [Particolarmente utile questo anno scolastico l'introduzione, già iniziata in terza, ma solo relativamente alle funzioni polinomiali, delle derivate e degli integrali. Infatti ciò ha consentito, in fisica, ai fini di una più corretta formulazione della teoria, di calcolare somme o rapporti di grandezze infinitesime, curando anche la forma con l'adozione della intuitiva notazione di Leibniz per i simboli di differenziale e di integrale. Un tale approccio, anticipato ma poco approfondito, di alcuni elementi di analisi matematica risulta, a mio avviso, didatticamente preferibile proprio per la sua gradualità in quanto utilizza in modo non rigoroso il concetto di limite, rimandando in un secondo tempo al collega di matematica il compito di formulare l'esatta definizione di Cauchy. In tal modo si rispetta tra l'altro la reale successione storica di tali concetti, facendo inoltre capire il loro profondo legame con la fisica.] Infine ho cercato di mettere in luce costantemente le connessioni, sia concettuali che formali, tra le varie parti della materia, ponendo anche in giusta evidenza lo sviluppo storico delle teorie scientifiche per sottolineare l'aspetto creativo, oltre che critico, del metodo scientifico.

5 4. MATERIALI DIDATTICI 4.1. Testi adottati. Caforio/Ferilli FISICA/ Le regole del gioco Le Monnier Scuola Vol. 2 e 3 Sono state inoltre fatte spesso delle integrazioni ricorrendo ad appunti elaborati dal sottoscritto o ad altre fonti bibliografiche Apparati strumentali per esperienze di fisica. 5. ATTIVITA DI VERIFICA 5.1. Prove scritte. Sia risoluzioni di problemi che quesiti a risposta singola Test a risposta chiusa (multipla) e aperta. Con esercizi, quesiti e dimostrazioni Verifiche orali. Solo a fine quadrimestre per i volontari. 6. ATTIVITA DI RECUPERO (oltre allo SPORTELLO di dipartimento!) L attività di recupero si è intersecata con l attività didattica mattutina nelle seguenti forme: 6.1. riprendendo con tutta la classe argomenti cruciali anche se non espressamente richiesti; 6.2. rispiegando alla classe con varie modalità qualsiasi argomento se richiesto; 6.3. fornendo chiarimenti individuali agli studenti interessati al di fuori delle ore di lezione; 6.4. risolvendo in classe i problemi assegnati per casa e non risolti. 7. CRITERI DI VALUTAZIONE 7.1. Risultati delle verifiche Partecipazione attiva Disponibilità ad apprendere Progressi ottenuti Risultati ottenuti nella partecipazione a gare di fisica. Vicenza, 15 Maggio 2015 Firma del docente