LICEO STATALE TERESA CICERI COMO 11 settembre 2012 PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE DI FISICA A. S. 2012/2013

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1 PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE DI FISICA A. S. 2012/2013 TRIENNIO BROCCA LICEO SOCIO PSICO - PEDAGOGICO TRIENNIO BROCCA LICEO LINGUISTICO FINALITA GENERALI Il Progetto Brocca individua le seguenti finalità per l insegnamento della fisica negli indirizzi linguistico, socio-psico-pedagogico. Le finalità specifiche dell insegnamento della fisica sono: 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, finalizzato ad una adeguata interpretazione della natura; capacità di reperire informazioni, di utilizzarle in modo autonomo e finalizzato e di comunicarle con un linguaggio scientifico; capacità di analizzare e schematizzare situazioni reali e di affrontare problemi concreti, anche al di fuori dello stretto ambito disciplinare; abitudine all approfondimento, alla riflessione individuale e all organizzazione del lavoro personale; capacità a cogliere ed apprezzare l utilità del confronto di idee e dell organizzazione del lavoro di gruppo; capacità di riconoscere i fondamenti scientifici presenti nelle attività tecniche; consapevolezza delle potenzialità, dello sviluppo e dei limiti delle conoscenze scientifiche; capacità di cogliere le relazioni tra lo sviluppo delle conoscenze fisiche e quello del contesto umano, storico e tecnologico; capacità di cogliere l importanza del linguaggio matematico come potente strumento nella descrizione del mondo e di utilizzarlo adeguatamente. Nel liceo socio-psico-pedagogico il programma di fisica è affrontato nel corso del terzo e quarto anno, mentre nel liceo linguistico è trattato nel corso del quarto e quinto anno. TRIENNIO LICEO SOCIO PSICO - PEDAGOGICO OBIETTIVI COGNITIVI DEL QUARTO ANNO Lo studente al termine del quarto anno dovrà possedere le seguenti: Conoscenze conoscere i fenomeni elettrostatici; conoscere la legge di Coulomb; conoscere il campo elettrico; conoscere il concetto di corrente elettrica; conoscere il campo magnetico; conoscere il fenomeno dell induzione elettromagnetica. Competenze Saper risolvere semplici esercizi sulle tematiche proposte; saper risolvere semplici esercizi sulla corrente elettrica; Dipartimento di matematica e fisica 1

2 saper utilizzare il linguaggio specifico di tipo: grafico: interpretare un grafico e costruire un grafico; matematico: usare correttamente le formule; linguistico: esprimersi correttamente con termini appropriati. CONTENUTI DEL QUARTO ANNO ELETTROMAGNETISMO ELETTROSTATICA Introduzione storica. Carica elettrica e fenomeni di elettrizzazione. Elettrizzazione per strofinio e per contatto. L induzione elettrostatica e il fenomeno della polarizzazione degli isolanti. Differenza tra conduttori, isolanti e semiconduttori Legge di Coulomb. Il campo elettrico. Il vettore campo elettrico: modulo, direzione e verso. Rappresentazione mediante linee di forza. La distribuzione delle cariche sui conduttori e l equilibrio elettrostatico. Lavoro compiuto dalla forza elettrica. Energia potenziale elettrica. Definizione di potenziale elettrico. Differenza di potenziale tra due punti. Capacità elettrica. Equilibrio elettrico di due conduttori. I condensatori. Collegamenti di condensatori. ELETTRODINAMICA Definizione di corrente elettrica. Relazione tra corrente elettrica e differenza di potenziale. Prima legge di Ohm. Seconda legge di Ohm. Resistenza e resistività. Resistenze collegate in serie e in parallelo. Il circuito elettrico. L energia associata alla corrente elettrica. L effetto Joule. MAGNETISMO Introduzione storica. Interazioni tra magneti. Proprietà dei magneti. Interazioni tra correnti elettriche e magneti. Esperimento di Oersted. Interazione tra correnti elettriche. Esperimento di Ampère. Il concetto di campo magnetico. Visualizzazione dei campi magnetici. Le leggi di Biot-Savart. Campo magnetico generato da un filo rettilineo percorso da corrente. Campo magnetico generato da una spira circolare. Campo magnetico generato da un solenoide. Cenni sulle proprietà magnetiche della materia. INDUZIONE ELETTROMAGNETICA Le correnti indotte. Il flusso del campo magnetico. La legge di Faraday-Neumann Dipartimento di matematica e fisica 2

3 La legge di Lenz. EVENTUALI APPROFONDIMENTI Le onde elettromagnetiche. TRIENNIO LICEO LINGUISTICO OBIETTIVI COGNITIVI DEL QUARTO ANNO Lo studente al termine del quarto anno dovrà possedere le seguenti: Conoscenze Conoscere le fasi essenziali del metodo sperimentale; conoscere il concetto di grandezza fisica; conoscere il problema della misura; conoscere le grandezze scalari e vettoriali; classificare e riconoscere i vari tipi di forza; conoscere le condizioni di equilibrio di un punto materiale; conoscere le condizioni di equilibrio di un corpo rigido esteso; conoscere le grandezze cinematiche; conoscere i diversi tipi di moto; conoscere i principi della dinamica; conoscere la quantità di moto di un corpo e l impulso di una forza; conoscere il concetto di lavoro, di potenza e di energia; conoscere il principio di conservazione dell energia meccanica; conoscere la legge di gravitazione universale; conoscere i modelli descrittivi dei fenomeni ondulatori (in particolare il suono e la luce). Competenze Saper verificare su semplici tabelle le leggi di proporzionalità tra grandezze; saper rappresentare graficamente una relazione di proporzionalità tra grandezze; saper operare semplici calcoli con la teoria degli errori; saper operare con i vettori; saper risolvere semplici esercizi sulle tematiche proposte; saper utilizzare il linguaggio specifico di tipo: grafico: interpretare un grafico e costruire un grafico; matematico: usare correttamente le formule; linguistico: esprimersi correttamente con termini appropriati. CONTENUTI DEL QUARTO ANNO INTRODUZIONE ALLA FISICA Il metodo sperimentale. Le grandezze fisiche. Il problema della misura. Sistemi di misura. Ordine di grandezza e notazione scientifica. Gli errori nelle misure. Errore assoluto ed errore relativo. Le caratteristiche degli strumenti di misura. Tabelle e rappresentazioni grafiche. Proporzionalità diretta, inversa e quadratica. MECCANICA STATICA Grandezze scalari e vettoriali. Calcolo con i vettori. Il concetto di forza. Il dinamometro. Dipartimento di matematica e fisica 3

4 La forza elastica e la legge di Hooke. La forza di attrito. Attrito radente e volvente. Equilibrio di un punto materiale. Corpo rigido esteso. Momento di una forza. Coppia di forze. Le leve. CINEMATICA Sistema di riferimento. Il moto rettilineo uniforme. Il concetto di velocità. Rappresentazione grafica del moto rettilineo uniforme. Il moto vario. La velocità media e la velocità istantanea. Il moto rettilineo uniformemente accelerato e ritardato. Il concetto di accelerazione. L accelerazione media e istantanea. Legge oraria del moto uniformemente vario. Rappresentazione grafica della velocità e della legge oraria del moto uniformemente vario. Il moto di caduta di un grave. Il moto circolare uniforme. Il moto parabolico. DINAMICA I principi della dinamica. La forza-peso e la massa. Unità di misura della forza. Forza centripeta e forza centrifuga. Impulso di una forza. Quantità di moto di un corpo. Il teorema dell impulso. Principio di conservazione della quantità di moto. Il concetto di lavoro Il concetto di potenza. Il concetto di energia. Energia cinetica ed energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale. Energia potenziale elastica. Principio di conservazione dell energia meccanica. Trasformazione dell energia meccanica in sistemi non conservativi. Il principio di conservazione dell energia totale. GRAVITAZIONE UNIVERSALE Introduzione storica. Teoria geocentrica ed eliocentrica. Le leggi di Keplero. La legge della gravitazione universale. LE ONDE LE ONDE ELASTICHE E IL SUONO La propagazione delle onde. Onde trasversali e longitudinali. Le onde periodiche. Il suono. I RAGGI LUMINOSI Le sorgenti di luce. La propagazione della luce. Dipartimento di matematica e fisica 4

5 La velocità della luce. La riflessione della luce. Gli specchi. La rifrazione della luce. Applicazione: le lenti e gli strumenti ottici. LE ONDE LUMINOSE Il modello corpuscolare e il modello ondulatorio della luce. La diffrazione. L interferenza. I colori e la lunghezza d onda. PROPOSTE FACOLTATIVE Fondamenti della termologia. OBIETTIVI COGNITIVI DEL QUINTO ANNO Lo studente al termine del quinto anno dovrà possedere le seguenti: Conoscenze Conoscere i fenomeni elettrostatici; conoscere la legge di Coulomb; conoscere il campo elettrico; conoscere il concetto di corrente elettrica; conoscere il campo magnetico; conoscere il fenomeno dell induzione elettromagnetica; conoscere le onde elettromagnetiche. Competenze Saper risolvere semplici esercizi sulle tematiche proposte; saper risolvere semplici esercizi sulla corrente elettrica; saper utilizzare il linguaggio specifico di tipo: grafico: interpretare un grafico e costruire un grafico; matematico: usare correttamente le formule; linguistico: esprimersi correttamente con termini appropriati. CONTENUTI DEL QUINTO ANNO ELETTROMAGNETISMO ELETTROSTATICA Introduzione storica. Carica elettrica e fenomeni di elettrizzazione. Elettrizzazione per strofinio e per contatto. L induzione elettrostatica e il fenomeno della polarizzazione degli isolanti. Differenza tra conduttori, isolanti e semiconduttori Legge di Coulomb. Il campo elettrico. Il vettore campo elettrico: modulo, direzione e verso. Rappresentazione mediante linee di forza. La distribuzione delle cariche sui conduttori e l equilibrio elettrostatico. Lavoro compiuto dalla forza elettrica. Energia potenziale elettrica. Definizione di potenziale elettrico. Differenza di potenziale tra due punti. Capacità elettrica. Equilibrio elettrico di due conduttori. I condensatori. Collegamenti di condensatori. ELETTRODINAMICA Dipartimento di matematica e fisica 5

6 Definizione di corrente elettrica. Relazione tra corrente elettrica e differenza di potenziale. Prima legge di Ohm. Seconda legge di Ohm. Resistenza e resistività. Resistenze collegate in serie e in parallelo. Il circuito elettrico. L energia associata alla corrente elettrica. L effetto Joule. MAGNETISMO Introduzione storica. Interazioni tra magneti. Proprietà dei magneti. Interazioni tra correnti elettriche e magneti. Esperimento di Oersted. Interazione tra correnti elettriche. Esperimento di Ampère. Il concetto di campo magnetico. Visualizzazione dei campi magnetici. Le leggi di Biot-Savart. Campo magnetico generato da un filo rettilineo percorso da corrente. Campo magnetico generato da una spira circolare. Campo magnetico generato da un solenoide. Cenni sulle proprietà magnetiche della materia. INDUZIONE ELETTROMAGNETICA Le correnti indotte. Il flusso del campo magnetico. La legge di Faraday-Neumann La legge di Lenz. LE ONDE ELETTROMAGNETICHE Il campo elettromagnetico. La propagazione del campo elettromagnetico. Le proprietà delle onde elettromagnetiche. Lo spettro elettromagnetico. Le onde radio e le microonde. Le radiazioni infrarosse, visibili e ultraviolette. I raggi X e i raggi gamma. La radio. La televisione. PROPOSTE FACOLTATIVE La relatività e i quanti. Dall energia nucleare ai quanti. CRITERI DI VALUTAZIONE: In termini di valutazione, si farà riferimento alla griglia concordata in sede di dipartimento. Dipartimento di matematica e fisica 6