Programma di Fisica e laboratorio

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1 Programma di Fisica e laboratorio Anno Scolastico 2014/15 Classe 2ª A Docenti: Maurizio Melis e Fabrizio Barraco La temperatura Misura della temperatura Le scale termometriche: Celsius, Fahrenheit e Kelvin Dilatazione lineare dei solidi Dilatazione volumica dei solidi e dei liquidi Il comportamento anomalo dell acqua Dilatazione volumica dei gas Interpretazione microscopica della temperatura e della dilatazione termica Fusione e solidificazione Vaporizzazione e condensazione La sublimazione Il diagramma di fase dell acqua Gas e vapore: la temperatura critica Pressione del vapore saturo Umidità relativa Cambiamenti di stato Unità di misura del calore La legge fondamentale della calorimetria Calore specifico e capacità termica L equivalenza tra calore e lavoro Il calore Trasmissione del calore La conduzione e la legge di Fourier La convezione e la legge di Newton L irraggiamento e la legge di Stefan-Boltzmann L effetto serra La legge di Wien: temperatura superficiale del Sole e temperatura cosmica di fondo

2 Il modello di gas perfetto La legge di Boyle-Mariotte La prima legge di Gay-Lussac La seconda legge di Gay-Lussac L equazione di stato dei gas perfetti Leggi dei gas perfetti Principi della termodinamica L equilibrio termico Il principio zero della termodinamica Il lavoro termodinamico L energia interna Energia cinetica media delle molecole di un gas perfetto Il primo principio della termodinamica Le trasformazioni termodinamiche Il motore a scoppio Il rendimento delle macchine termiche Enunciato di Kelvin del secondo principio della termodinamica Processi reversibili e irreversibili Il teorema di Carnot Enunciato di Clausius del secondo principio della termodinamica Entropia e disordine La distinzione tra passato e futuro nei processi naturali Principio dell aumento di entropia Probabilità termodinamica e disordine L equazione di Boltzmann Elettrostatica L elettrizzazione per strofinio Conduttori e isolanti L elettrizzazione per induzione elettrostatica La legge di Coulomb La polarizzazione del dielettrico Distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico: la gabbia di Faraday

3 Il campo elettrico Il vettore campo elettrico Le linee del campo elettrico Il campo elettrico di una carica puntiforme L energia potenziale elettrica La differenza di potenziale elettrico I condensatori La capacità di un condensatore piano La corrente elettrica L intensità di corrente Il generatore di tensione e la forza elettromotrice I circuiti elettrici La prima legge di Ohm Resistenze in serie e in parallelo Il codice dei colori delle resistenze L effetto Joule Gli strumenti di misura: amperometro e voltmetro La seconda legge di Ohm La resistività dei materiali: conduttori, isolanti e semiconduttori Il campo magnetico La forza magnetica Le linee del campo magnetico L esperienza di Oersted: interazione magnete-corrente L esperienza di Ampère: interazione corrente-corrente Forza su un filo elettrico immerso in un campo magnetico Il motore elettrico La forza di Lorentz Il campo magnetico di un filo rettilineo: la legge di Biot-Savart Il campo magnetico di una spira circolare e di un solenoide Gli elettromagneti Le origini microscopiche del magnetismo

4 Induzione elettromagnetica Esperienze di Faraday sulla corrente indotta Il flusso del campo magnetico La legge di Faraday-Neumann La legge di Lenz Le correnti parassite L alternatore e la corrente alternata Il trasformatore statico Le centrali elettriche Lo spettro elettromagnetico Luce e suono (cenni) Proprietà delle onde Interferenza e diffrazione delle onde Caratteristiche del suono: altezza, intensità e timbro L eco Leggi della riflessione e della rifrazione della luce Specchi piani e sferici La riflessione totale: fibre ottiche, miraggio e fata Morgana Lenti convergenti e divergenti Potere diottrico e ingrandimento lineare La dispersione della luce: i colori La natura ondulatoria della luce: l esperimento di Young Fisica moderna (brevi cenni) Relatività speciale: velocità della luce, dilatazione del tempo e contrazione delle lunghezze, relazione energia-massa Relatività generale: la gravità come curvatura dello spazio-tempo L espansione dell universo e la legge di Hubble Paradossi della fisica quantistica: simultaneità degli stati, entanglement e dualismo onda-materia Large Hadron Collider: il bosone di Higgs Unificazione delle forze

5 LABORATORIO DI FISICA Taratura di un termoscopio La dilatazione termica lineare I cambiamenti di stato Misura del calore specifico dei solidi con il calorimetro delle mescolanze La legge di Boyle Misura del calore specifico dell acqua mediante l effetto Joule Esperienze qualitative di elettrostatica La prima legge di Ohm Resistenze in serie Resistenze in parallelo La seconda legge di Ohm Carica di un condensatore Esperienze qualitative sul campo magnetico Misura del campo magnetico terrestre Esperienze qualitative di elettromagnetismo Il trasformatore statico