RELAZIONE FINALE DEL DOCENTE

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1 ALLEGATO A RELAZIONE FINALE DEL DOCENTE Anno Scolastico 2016/2017 Classe Docente Materia 5 a DT ARZENTON GIANNA FISICA Testo in uso Claudio Romeni: FISICA E REALTA.BLU Campo elettrico e magnetico (vol.2, tomo 2), ed. Zanichelli Claudio Romeni: FISICA E REALTA.BLU Induzione e onde elettromagnetiche. Relatività e quanti (vol. 3), ed. Zanichelli A) ATTIVITÀ DIDATTICA SVOLTA MODULI DIDATTICI POTENZIALE ELETTRICO E CONDENSATORI Lavoro della forza elettrica e conservatività del campo elettrico. Potenziale elettrico e differenza di potenziale. Relazioni tra campo elettrico e potenziale elettrico. Circuitazione del campo elettrostatico. Proprietà elettrostatiche di un conduttore carico in equilibrio elettrostatico. Capacità elettrica e condensatori. Condensatore piano. Collegamenti tra condensatori. Energia immagazzinata in un condensatore. Densità di energia del campo elettrico. COMPETENZE DISCIPLINARI RELATIVE A CIASCUN MODULO Usare il potenziale per determinare il lavoro della forza elettrica o le variazioni di energia cinetica di una carica in movimento in un campo elettrico uniforme o generato da una carica. Illustrare la relazione tra campo e potenziale elettrico. Calcolare il potenziale di una distribuzione nota di cariche puntiformi. Giustificare le proprietà di un conduttore carico in equilibrio elettrostatico. Valutare l energia immagazzinata in un condensatore e la sua densità. Saper calcolare la capacità equivalente di un sistema semplice di condensatori. TEMPI 12 ore CIRCUITI IN CORRENTE CONTINUA Intensità di corrente. Generatore ideale di tensione e forza elettromotrice. Resistenza elettrica e leggi di Ohm. Potenza nei conduttori. Effetto Joule. Circuiti con resistori. Collegamenti in serie e in parallelo. Resistenza interna di un generatore. Leggi di Kirchhoff. Circuito RC: carica e scarica di un condensatore. Distinguere i collegamenti di conduttori in serie e in parallelo e le diverse componenti di un circuito elettrico (nodi, maglie, rami, generatori, resistenze..). Calcolare la resistenza equivalente di un sistema di resistenze. Applicare le leggi di Ohm e le leggi di Kirchhoff. Calcolare la potenza dissipata in un conduttore per effetto Joule. Comprendere il ruolo della resistenza interna del generatore. Conoscere la legge di carica e scarica del condensatore. 17 ore Pagina 1 di 5

2 CAMPO MAGNETICO Fenomeni magnetici. Definizione di campo magnetico e forza di Lorentz. Forze e momenti agenti su conduttori percorsi da correnti. Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente (legge di Biot-Savart). Campo generato da una spira e da un solenoide. Teorema di Gauss per il campo magnetico e teorema della circuitazione di Ampère. Moto di una carica in un campo magnetico uniforme (con velocità parallela o perpendicolare alla direzione del campo). Effetto Hall. Esperimento di Thomson. Cenni sulle proprietà magnetiche della materia. INDUZIONE ELETTROMAGNETICA Correnti indotte e ruolo del flusso del campo magnetico. Legge di Faraday Neumann Lenz. Autoinduzione. Induttanza. Circuiti RL. Energia immagazzinata in un induttore e densità di energia del campo magnetico. Circuito oscillante LC. Principio di funzionamento dell alternatore. Principio di funzionamento del trasformatore. Potenza assorbita e valori efficaci in un circuito ohmico. EQUAZIONI DI MAXWELL E ONDE ELETTROMAGNETICHE Campi elettrici indotti. Legge di Ampère-Maxwell. La corrente di spostamento. Equazioni di Maxwell. Sintesi sulla generazione, sulla propagazione, sulla ricezione delle onde elettromagnetiche e sullo spettro elettromagnetico. Energia trasportata da un onda, intensità dell onda e valori efficaci dei campi elettrico e magnetico. Cenni sulla polarizzazione. Legge di Malus. Confrontare le caratteristiche del campo magnetico e del campo elettrico. Saper determinare intensità, direzione, verso della forza agente su una carica in moto. Saper analizzare il moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme. Determinare l intensità della forza che si manifesta tra fili paralleli percorsi da corrente e su un filo percorso da corrente immerso in un campo magnetico assegnato. Giustificare il funzionamento del motore a corrente continua. Individuare intensità, direzione e verso del campo magnetico generato da fili rettilinei e da solenoidi percorsi da corrente. Verificare il teorema di Ampère nel caso semplice di un filo rettilineo percorso da corrente e una linea di campo come circuito. Utilizzare il teorema di Ampère per determinare il campo magnetico in un solenoide. Identificare le modalità di variazione del flusso del campo magnetico. Determinare il verso della corrente indotta e la polarità della f.e.m. indotta. Calcolare l energia immagazzinata in un induttore e la sua densità. Descrivere il fenomeno dell autoinduzione. Calcolare l induttanza di un solenoide. Descrivere le caratteristiche del circuito LC. Giustificare i principi di funzionamento dell alternatore e del trasformatore. Illustrare le simmetrie presenti nelle equazioni di Maxwell. Giustificare l introduzione della corrente di spostamento. Ridurre le equazioni di Maxwell al caso di assenza di cariche e correnti nel vuoto oppure al caso statico. Descrivere la propagazione delle onde elettromagnetiche. Collegare l intensità di un onda ai valori efficaci dei campi. 14 ore 15 ore 14 ore Pagina 2 di 5

3 RELATIVITA RISTRETTA Onde elettromagnetiche e problemi che portarono alla crisi della fisica classica. Cenni sull esperimento di Michelson-Morley. Postulati di Einstein. Sistemi di riferimento e natura relativa della simultaneità. Dilatazione dei tempi e contrazione delle lunghezze. Trasformazioni di Lorentz. Invariante spaziotemporale. Spazio di Minkowski. Composizione relativistica delle velocità. Quantità di moto relativistica. Cenni di dinamica relativistica. Distinguere i sistemi di riferimento inerziali e non inerziali. Riconoscere le contraddizioni tra la meccanica newtoniana e l elettromagnetismo. Formulare i principi di base della teoria della relatività ristretta. Esporre le differenze nei concetti di spazio e tempo in ambito newtoniano e relativistico. Risolvere semplici problemi di cinematica relativistica. Applicare le trasformazioni di Lorentz. 10 ore ORIGINE DELLA TEORIA DEI QUANTI La radiazione termica e il quanto di Planck. L effetto fotoelettrico e il fotone di Einstein. L effetto Compton e la quantità di moto del fotone. Distinguere lo spettro continuo dallo spettro a righe. Formulare le leggi di Stefan-Boltzmann e di Wien. Riconoscere l ipotesi di Planck del quanto d azione. Descrivere l effetto fotoelettrico. Dedurre l effetto Compton dalla conservazione dell energia e della quantità di moto. 10 ore Gli argomenti in corsivo sono in corso di svolgimento e saranno presumibilmente completati entro la fine dell anno scolastico. B) STRUMENTI E CRITERI DI VALUTAZIONE Sono stati svolti due compiti scritti e un test scritto per la produzione orale nel Trimestre, e, allo stato attuale, una prova scritta e due prove valide per la produzione orale nel Pentamestre. Non è stata inserita nella valutazione la simulazione di Terza prova scritta. Rimangono da svolgere una prova scritta ed eventuali prove orali per alcuni studenti. Le interrogazioni sono state utilizzate solo sporadicamente, per recuperare prove scritte (per la produzione orale) durante le quali gli studenti erano assenti. Nell'articolare le prove scritte ed orali si è proceduto ad assegnare quesiti di tipo diverso, finalizzati ad appurare: 1. la conoscenza degli argomenti trattati in classe; 2. l'assimilazione delle competenze/abilità corrispondenti; 3. la capacità di rielaborare criticamente i contenuti proposti. I criteri della valutazione si collegano agli obiettivi, e partono dai livelli minimi della semplice conoscenza dei contenuti e di competenze di base nella risoluzione di problemi (sufficienza), per giungere alle capacità più significative quali: - analizzare fenomeni ed elaborare ipotesi risolutive o interpretative; - sintetizzare situazioni complesse e ricondurle a leggi, principi e concetti studiati; - formalizzare le proprie considerazioni con linguaggio specifico con argomentazione articolata ed esauriente. Pur ponendo l accento sulla comprensione sostanziale di metodi e concetti, si ritiene che l uso di forme espressive (linguaggio e simbolismo) adeguate siano un elemento irrinunciabile tanto quanto la conoscenza non vaga e generica. Per poter attribuire una valutazione sufficiente sono stati ritenuti indispensabili i seguenti elementi: - conoscenza corretta (anche se parziale) delle nozioni essenziali richieste; - essenziale individuazione di correlazioni significative tra concetti diversi (anche se non sempre completa o adeguata); - uso del lessico specifico e della scrittura simbolica semplice ma corretto; - capacità di sintesi: sapersi orientare, anche se con qualche difficoltà, nel quadro delle conoscenze. La griglia presente in fondo alla relazione ha permesso di esprimere la valutazione. C) METODOLOGIE DIDATTICHE UTILIZZATE Il metodo di insegnamento per l'approccio ai vari argomenti parte da un modello frontale, adeguandosi di volta in Pagina 3 di 5

4 volta alle possibilità di intervento ed alle esigenze della classe. Sono state comunque caratterizzanti le seguenti scelte didattiche: 1. valorizzare l approccio istintivo e puramente intuitivo tipico dei ragazzi, avendo cura di sviluppare insieme abilità osservative e sintesi formali accessibili; 2. privilegiare, in misura maggiore rispetto agli anni precedenti, l approccio sistematico, con particolare attenzione al rigore logico-matematico; 3. accennare, ogni volta che si presenti l occasione, al carattere storico della disciplina, evidenziando quei problemi che hanno innescato le principali ricerche, soprattutto in relazione a nuovi campi di indagine e a nuovi capitoli della conoscenza; 4. non trascurare la dimensione sperimentale, compatibilmente con le esigenze di orario e di programma e la disponibilità del laboratorio di Fisica dell'istituto; 5. svolgere esercizi e risolvere problemi, correggendo sempre quelli assegnati per casa, allo scopo di ragionare sul procedimento seguito, discutere il risultato, soffermarsi sugli errori compiuti, ideare strade alternative per giungere alla soluzione; 6. far emergere, ove possibile, i principali e più significativi tentativi di unificazione realizzati nel cammino della fisica. Nello svolgimento del programma si è cercato di stabilire un unico filo conduttore che, attraverso lo studio delle leggi del campo elettrico prima e del campo magnetico poi, portasse per generalizzazioni successive a quel grande momento di sintesi che sono le equazioni di Maxwell. L attività di recupero è stata svolta durante la normale attività didattica, riprendendo e chiarendo concetti e metodi risolutivi, ed anche in orario extracurricolare per le insufficienze del Trimestre (corso di recupero di sei ore). E stata sporadicamente svolta attività di consolidamento durante alcune seste ore extracurricolari (potenziamento orario). D) COMPETENZE TRASVERSALI PROMOSSE DALLA DISCIPLINA RELATIVAMENTE ALLO SVILUPPO DI ABILITÀ LOGICHE analizzare, ovvero individuare e isolare gli elementi che compongono un insieme e stabilire i principi che regolano le relazioni fra tali elementi; sintetizzare, ovvero organizzare una serie di elementi isolati in modo da costruire un insieme ben strutturato e coerente; collegare e istituire confronti; rielaborare autonomamente. RELATIVAMENTE ALL ACQUISIZIONE DI UN METODO DI APPRENDIMENTO usare strumenti di consultazione diversi ai fini dell approfondimento autonomo; abituare all uso di modelli per rappresentare fenomeni complessi, cogliendone vantaggi e limiti; applicare tecniche matematiche acquisite durante le lezioni di matematica. E) TIPOLOGIE DI PROVE SOMMINISTRATE Soluzione di problemi Trattazione sintetica di argomenti Quesiti a risposta singola Riproduzione di dimostrazioni svolte in classe (relativamente a leggi fondamentali e loro conseguenze) Tutte le prove scritte somministrate in classe sono depositate in archivio e reperibili tramite segreteria. Pagina 4 di 5

5 GRIGLIA DI VALUTAZIONE INDICATORI DESCRITTORI CONOSCENZE COMPETENZE CAPACITA' Acquisizione dei contenuti disciplinari Utilizzazione delle conoscenze acquisite Rielaborazione delle conoscenze acquisite Livello risultato Descrittori livello risultato Voto in decimi Nullo Nessun elemento significativo per formulare un giudizio. 1 Quasi nullo Assenza dei contenuti minimi, gravi e numerosi errori nella comunicazione. 2 Insufficiente molto grave Scarsa conoscenza degli argomenti fondamentali, comprensione molto limitata dei concetti, mancanza di applicazione delle pochissime conoscenze, moltissimi errori nella produzione e nella comunicazione. 3 Insufficiente grave Conoscenza carente e frammentaria degli argomenti fondamentali, comprensione limitata dei concetti, difficoltà nell applicazione delle conoscenze, numerosi errori nella produzione e nella comunicazione.. 4 Insufficiente Conoscenza incompleta e superficiale degli argomenti fondamentali, comprensione parziale dei concetti, incertezza nell applicazione delle conoscenze, errori nella produzione e nella comunicazione. 5 Sufficiente Conoscenza sostanziale degli argomenti fondamentali, comprensione e applicazione corrette dei concetti e delle conoscenze, seppur con qualche imprecisione, produzione essenziale e semplice. 6 Discreto Conoscenza abbastanza sicura degli argomenti, comprensione e applicazione corrette dei concetti e delle conoscenze. Produzione chiara e corretta. Rielaborazione solo in parte autonoma. 7 Buono Ottimo/Eccellente Conoscenza sicura e completa degli argomenti, comprensione e applicazione corrette e precise dei concetti e delle conoscenze, produzione chiara e accurata, rielaborazione autonoma. Conoscenza ampia e completa degli argomenti, comprensione e applicazione corrette e precise dei concetti e delle conoscenze, produzione articolata e accurata, rielaborazione autonoma ed esauriente. Conoscenza completa e approfondita degli argomenti, comprensione e applicazione corrette ed efficaci dei concetti e delle conoscenze. Produzione articolata, accurata e originale, capacità rielaborativa anche di problemi complessi Vicenza, li 12 maggio 2017 LA DOCENTE GIANNA ARZENTON Pagina 5 di 5