CONTENUTI DISCIPLINARI E PLURIDISCIPLINARI

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1 MATEMATICA OBIETTIVI FORMATIVI Comprensione dei procedimenti caratteristici dell indagine scientifica, che si articolano in un continuo rapporto tra costruzione teorica e attività sperimentale ed acquisizione di un insieme organico di metodi e contenuti finalizzati ad una adeguata interpretazione della natura e alla capacità di scegliere e gestire strumenti matematici adeguati per affrontare e risolvere problemi OBIETTIVI DIDATTICI Abitudine all approfondimento, alla riflessione individuale e all organizzazione del lavoro personale ed abilità nell applicare in contesti diversi le conoscenze acquisite. 1 CONTENUTI DISCIPLINARI E PLURIDISCIPLINARI Modulo Obiettivo Modulo Unità Didattica Funzioni reali di variabile reale Riprendere i concetti fondamentali di alcuni moduli, sviluppati nel secondo liceo, necessari per lo studio dei successivi moduli 2 Apprendere il concetto di limite e di continuità di una A. Insiemi in R (Modulo U Unità 2-1) 1) Intervalli; 2) Intorni e loro proprietà (senza dimostrazione); 3) Insiemi limitati ed illimitati; 4) Estremo superiore ed inferiore di un insieme di numeri reali; 5) Punti isolati e di accumulazione; B. Concetto di funzione (Modulo U Unità 1-1 e 1-2) 1) Definizione di funzione reale ad una variabile reale; 2) Dominio e codominio di una funzione; 3) Funzioni iniettive, suriettive e biunivoche; 4) Classificazioni delle funzioni; 5) Grafico di una funzione; 6) Funzioni pari e dispari; 7) Funzioni monotone; 8) Funzioni periodiche; C. Prime considerazioni sul grafico di funzione (Modulo U Unità 1-1) 1) Grafici notevoli di funzioni elementari (funzioni costante, identità, lineari, quadratiche, potenza, di proporzionalità inversa, esponenziali, logaritmiche, goniometriche); 2) Determinazione dell insieme di esistenza di una funzione; 3) Segno di una funzione; Obiettivo Unità Didattica Conoscere la struttura formale dell insieme dei numeri reali. Riprendere alcuni concetti fondamentali sviluppati nel secondo anno liceo, necessari per lo studio dei successivi moduli. Rivedere il concetto di funzione e riconoscere le eventuali proprietà, determinare il dominio delle funzioni. Altre Discipline coinvolte Ore Curriculari D. Limiti delle funzioni di una variabile reale (Modulo U Unità 2-2, 2-3, 2-4, 2-5 e 2-6) 23 23

2 Limiti e continuità funzione. Saper di funzioni ad operare con i limiti una variabile reale 3 Calcolo differenziale Saper operare con le derivate Studiare e tracciare il grafico di una funzione 1) Introduzione al concetto di limite; 2) Definizione unificata di limite di una funzione; 3) Limite destro e limite sinistro di una funzione in un punto; 4) Teorema di unicità del limite (con dimostrazione); 5) Teorema di permanenza del segno (con dimostrazione); 6) Teorema del confronto (con dimostrazione); E. Funzioni continue (Modulo U Unità 3-1, 3-2, 3-3, 3-4,3-6,3-7,3-8) 1) Definizione di funzione continua 2) Calcolo di limiti per funzioni continue. 3) Operazioni sui limiti (senza dimostrazione) 4) Limiti notevoli (con dimostrazione) 5) Forme indeterminate. 6) Continuità delle funzioni elementari 7) Asintoti e loro ricerca (senza dimostrazione) 8) Punti di discontinuità 9) Grafico di una funzione, primo approccio: Dominio, intersezioni con gli assi, segno, limiti e asintoti, grafico. A Derivata di una funzione (Modulo V Unità 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-7, 1-9) 1) Definizione di derivata, continuità e derivabilità (con dimostrazione) 2) Derivate fondamentali (senza dimostrazione) 3) Teoremi sul calcolo delle derivate (dimostrazione solo del teorema sulla derivata della somma) 4) Interpretazione geometrica della derivata: retta tangente al grafico di una funzione in un punto P del suo grafico. 5) La funzione derivata. 6) Derivata di ordine superiore B Studio di una funzione (Modulo V Unità 3-1, 3-2, 3-3, 4-1) 1) Crescenza e decrescenza di una funzione: massimi e minimi relativi (teoremi senza dimostrazione); 2) Ricerca di massimi, minimi e flessi tramite il segno della derivata prima e seconda; 3) Il grafico di funzione; Conoscere le definizioni di limite e saper calcolare i limiti di funzioni reali. Caratterizzare le funzioni continue, Riconoscere, di una funzione, gli asintoti e i tipi di discontinuità. Definire il concetto di derivata e saperla interpretare geometricamente. Saper calcolare la derivata di una funzione. Tracciare il grafico di una funzione. 20 MEZZI E STRUMENTI METODOLOGIE VERIFICHE Lezioni frontali TIPOLOGIA NUMERO TEMPO ASSEGNATO Libri di testo Esercitazioni in Colloquio orale 3 /20 minuti classe Test scritto 3 1 ora TESTO ADOTTATO Autore Titolo Volumi Editore Bergamini, Trifone, Barozzi Moduli Blu di U Funzioni e Limiti; V Derivate e studi di funzioni ZANICHELLI VALUTAZIONE Test: come da scheda N. 6 Colloquio: come da scheda N. 3

3 FISICA OBIETTIVI FORMATIVI 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 e alla capacità di scegliere e gestire strumenti matematici adeguati per affrontare e risolvere problemi 1 OBIETTIVI DIDATTICI ELETTROSTATICA Abitudine all approfondimento, alla riflessione individuale e all organizzazione del lavoro personale Applicare in contesti diversi le conoscenze acquisite. CONTENUTI DISCIPLINARI E PLURIDISCIPLINARI Modulo Obiettivo modulo Unità Didattica Obiettivo unità didattica Attraverso l analisi di alcuni fenomeni elettrici si arriva al concetto di Campo, concetto che oggi descrive non solo l interazione tra cariche elettriche, ma ogni tipo di interazione (gravitazionale, nucleare, ecc.) A Interazioni elettriche (Volume Elettromagnetismo Unità 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7) 1) Elettrizzazione; 2) Struttura elettrica della materia; 3) La legge di Coulomb; 4) Conduttori e isolanti; 5) La costante dielettrica; B Campo elettrico e potenziale (Volume Elettromagnetismo Unità 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-5) 1) Campo elettrico; 2) Campo generato da una carica puntiforme e linee di campo 3) Potenziale elettrico; 4) Lavoro elettrico e superfici equipotenziali; 5) Relazione tra campo elettrico e potenziale; 6) Teorema di Gauss per il campo elettrico; 7) Circuitazione del campo elettrico; 8) Applicazioni del teorema di Gauss: campo elettrico generato da una distribuzione lineare e piana Guidare gli alunni verso una conoscenza delle nozioni fondamentali sulle cariche elettriche. Porre all attenzione degli allievi il concetto di campo, uno dei più misteriosi della fisica che fin dai tempi passati si è imposto allo studio degli scienziati che cercavano di spiegare le interazioni tra le diverse parti della materia. Imparare a conoscere il concetto di potenziale e le sue applicazioni Altre Discipline coinvolte Ore Curriculari (Lezioni frontali/ verifiche) 24

4 2 CORRENTE ELETTRICA Distinguere i fenomeni di elettrostatica da quelli di elettrodinamica, evidenziando le leggi principali che descrivono il moto delle cariche elettriche A La corrente elettrica nei metalli (Volume Elettromagnetismo Unità 5-4, 5-5, 5-6, 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, 6-6, 6-7) 1. Definizione di corrente elettrica; 2. Circuito elettrico; 3. Le leggi di Ohm; 4. Resistenza elettrica; 5. Collegamenti di resistori; 6. La capacità; 7. Collegamenti di capacitori; 8. Forza elettromotrice; 9. Effetto joule; B. La corrente nei semiconduttori (Volume Fisica Moderna Unità 14-1, 14-2, 14-4, 14-5) 1) I solidi e le bande di energia; 2) Semiconduttori; 3) Semiconduttori drogati; 4) Diodo a semiconduttori; 5) Led e celle fotovoltaiche; 20 3 MAGNETISMO Individuare caratteristiche e proprietà dei fenomeni magnetici, sapendoli descrivere tramite il campo magnetico A. Magnetismo (Volume Elettromagnetismo Unità 9-1, 9-2, 9-3, 9-4, 9-5, 9-6) 1) Magnetismo; 2) Campo magnetico: esperienze di Oersted, Faraday, Ampere; 3) Linee di forza e interazioni correntemagnete e corrente corrente: legge di Ampere; 4) Rappresentazione del campo magnetico mediante il vettore B; 5) Campo magnetico generato da un filo; 6) Forza di Lorentz, moto di una carica nel campo magnetico, selettore di velocità; 7) Teorema di Gauss per il campo magnetico. Circuitazione di B e teorema di Ampere; Scoprire i misteri del magnetismo mettendo in risalto gli aspetti che ancora l uomo non è riuscito a comprendere. Porre all attenzione dello studente che una corrente che percorre un filo rettilineo, produce un campo magnetico e viceversa. 4 ELETTROMAGNETISMO Comprendere i fenomeni cruciali nel processo di A. Correnti indotte (Volume Elettromagnetismo Unità 11-1, 11-2, 11-3) 1) La corrente indotta; 2) Legge di Faraday - Neuman; Scoprire i misteri del magnetismo mettendo in risalto gli aspetti che ancora l uomo non è riuscito a comprendere. Porre all attenzione dello

5 5 FISICA MODERNA unificazione di fenomeni elettrici e magnetici Comprendere i fenomeni cruciali che hanno portato alla crisi della fisica classica ed allo sviluppo della fisica moderna. 3) Legge di Lenz; B. Equazioni di Maxwell (Volume Elettromagnetismo Unità 12-1, 12-2, 12-3, 12-6) 1) Campo elettrico indotto; 2) Il termine mancante; 3) Equazioni di Maxwell: caso statico; 4) Equazioni di Maxwell: caso generale; 5) Le onde elettromagnetiche e la velocità della luce; A. Relatività (Volume Fisica Moderna Unità 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6, 10-8) 1) Valore di c, esperimento di Michelson e crisi della relatività galileiana; 2) Postulati della relatività ristretta; 3) Conseguenze; 4) Trasformazioni di Lorentz; B. Fisica dei quanti (Volume Fisica Moderna Unità 13-1, 13-2, 13-3, 13-6, 13-7, 13-8, 13-9, 13-10) 1) Radiazione del corpo nero e ipotesi di Planck: quantizzazione dell energia; 2) Effetto fotoelettrico e quantizzazione della luce secondo Einstein; 3) Modello atomico di Bohr e quantizzazione del momento angolare; 4) Principio di indeterminazione di Heisenberg; 5) Proprietà ondulatorie della materia ed ipotesi di De Broglie; Comprendere le esperienze chiave che misero in crisi la fisica della fine dell ottocento. Comprendere i nuovi paradigmi su cui si basano le teoria della fisica del primo novecento ed il loro campo di applicabilità studente che una corrente che percorre un filo rettilineo o una spira, produce un campo magnetico e viceversa. Filosofia MEZZI E STRUMENTI METODOLOGIE VERIFICHE Lezioni frontali TIPOLOGIA NUMERO TEMPO ASSEGNATO Libri di testo Esercitazioni in Colloquio orale 3 /20 minuti classe Test scritto 3 1 ora TESTO ADOTTATO Autore Titolo Volumi Editore Amaldi La fisica di Amaldi Elettromagnetismo; Fisica moderna ZANICHELLI VALUTAZIONE Test: come da scheda N. 6 Colloquio: come da scheda N. 3