ISTITUTO SUPERIORE Margherita di Savoia. Napoli CONOSCENZE E COMPETENZE DI FISICA DI TUTTI GLI INDIRIZZI Liceo Linguistico, Liceo delle Scienze Umane, Liceo Economico sociale, Liceo Musicale. CLASSI TERZE Grandezze fisiche scalari e vettoriali. Operazioni con i vettori. Velocità, accelerazione, moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato e leggi orarie. Grafico spazio- tempo e grafico velocità- tempo. Il moto circolare uniforme. Le forze. Forza peso, forza d'attrito e forza elastica. Condizioni di equilibrio di un punto materiale e di un corpo rigido. I principi della dinamica. I sistemi di riferimento inerziali. La massa inerziale. La caduta libera e la discesa lungo un piano inclinato Il lavoro e la potenza. Energia cinetica e energia potenziale. Principio di conservazione dell'energia meccanica. La legge della gravitazione universale. L'equilibrio dei fluidi. Al termine dell anno scolastico lo studente dovrà essere in grado di: individuare le basi del metodo sperimentale e i processi che portano alla formulazione di una teoria scientifica; utilizzare correttamente le grandezze fisiche fondamentali; esprimere il risultato di una misura, associando ad essa l errore sperimentale Interpretare grafici di moto e utilizzare le leggi dei moti, modellizzare i fenomeni fisici usando la rappresentazione vettoriale Utilizzare i concetti di forza e di momento per l equilibrio di punti materiali o corpi rigidi, applicare i principi della dinamica nell analisi e nella risoluzione di semplici situazioni fisiche Calcolare il lavoro svolto o la potenza erogata in presenza di forze costanti, distinguere tra forze conservative e non conservative in modo da applicare correttamente il teorema di conservazione dell energia meccanica totale, applicare la legge di gravitazione universale al moto dei corpi celesti. Esaminare le condizioni di equilibrio dei fluidi e dei corpi immersi nei fluidi CLASSI QUARTE Il termometro e scale termometriche L'equilibrio termico. La dilatazione lineare dei solidi e la dilatazione volumica dei solidi e dei liquidi con relative leggi. Le leggi dei gas. Il gas perfetto. Calore e lavoro. Capacità termica e calore specifico. Propagazione del calore Cambiamenti di stato della materia. I e II principio della termodinamica Le macchine termiche e il ciclo di Carnot.
Le onde elastiche e loro caratteristiche. Il suono e l'effetto Doppler. La luce, riflessione e rifrazione della luce. La riflessione totale. Teoria corpuscolare e teoria ondulatoria della luce Interferenza e diffrazione Al termine dell anno scolastico lo studente dovrà essere in grado di: Interpretare macroscopicamente i concetti di temperatura e di calore. Risolvere Semplici problemi di equilibrio termico e sui passaggi di stato. Saper applicare le leggi dei gas. Applicare le condizioni imposte dal primo principio della termodinamica all analisi delle principali trasformazioni. Calcolare il lavoro compiuto in una trasformazione termodinamica. Collegare tra loro gli enunciati del secondo principio della termodinamica e metterli in relazione con l ipotesi di Carnot. Rappresentare il grafico di un onda. Spiegare i fenomeni della riflessione, della rifrazione, dell interferenza, il principio di Huygens e il principio di sovrapposizione CLASSI QUINTE La carica elettrica e l'elettrizzazione. La legge di Coulomb. Il campo elettrico e le linee del campo. L'energia potenziale elettrica e il potenziale elettrico. Le superfici equipotenziali. Conduttori in equilibrio. Capacità di un conduttore. Il condensatore. La corrente elettrica e sua intensità. I generatori di tensione e i circuiti elettrici. La prima legge di Ohm. Resistori in serie e in parallelo. I conduttori metallici e la seconda legge di Ohm. Resistività e temperatura. La corrente elettrica nei liquidi e nei gas. La forza magnetica e le linee del campo magnetico Forze tra magneti e correnti. Forze tra correnti. L intensità del campo magnetico. La forza magnetica su un filo percorso da corrente. Il campo magnetico di un filo rettilineo, di una spira e di un solenoide percorsi dalla corrente elettrica. La forza di Lorentz. Il flusso del campo magnetico. La corrente indotta La legge di Faraday-Neumann e la legge di Lenz. Al termine dell anno scolastico lo studente dovrà essere in grado di: Interpretare i fenomeni dell elettrostatica. Calcolare il campo elettrico di una lastra carica indefinitamente estesa, di un condensatore, di un filo carico indefinitamente lungo e di una sfera carica applicando il teorema di Gauss. Analizzare e risolvere semplici problemi di elettrostatica Applicare le leggi fondamentali dei circuiti elettrici. Analizzare e risolvere semplici problemi di elettrodinamica. Saper fornire l interpretazione atomica delle leggi di Ohm e interpretare i fenomeni inerenti il passaggio della corrente nei solidi nei liquidi e negli aeriformi Acquisire la descrizione vettoriale dell interazione campo magnetico-carica elettrica in moto (formula di Lorenz). Saper descrivere l azione del campo magnetico su elementi circuitali percorsi da corrente. Interpretare il fenomeno dell induzione elettromagnetica seconda la legge di Faraday-Lenz Acquisire il concetto di autoinduzione
Liceo Scientifico CLASSE PRIMA Le grandezze e le loro misure.gli errori di misura. Le Forze. L Equilibrio del corpo rigido, equilibrio nei fluidi. Moto rettilineo uniforme. Moto uniformemente accelerato. La luce, riflessione, rifrazione. Compiere misure valutando il valore medio, l'errore assoluto e relativo. Riconoscere le relazioni tra le grandezze utilizzando grafici e formule Disegnare e calcolare la risultante di due o più forze. Determinare le condizioni di equilibrio del punto materiale e del corpo rigido e valutare l'incidenza degli attriti nello svolgimento dei fenomeni. Applicare i principi dell idrostatica nella risoluzione di semplici problemi. Definire i concetti di traiettoria, sistema di riferimento, legge oraria, velocità e accelerazione. Analizzare i moti su traiettoria rettilinea. Risolvere semplici problemi di cinematica CLASSE SECONDA Moto circolare uniforme. I Principi della dinamica. Le Forze e il Movimento Lavoro e forme di energia. Principi di conservazione. I fluidi La Temperatura e il Calore. Le cariche elettriche e il campo elettrico Analizzare i moti su traiettoria curvilinea. Risolvere semplici problemi di cinematica Applicare le leggi della dinamica e il teorema dell'energia cinetica. Analizzare e risolvere semplici problemi sul lavoro e l'energia. Interpretare i concetti di temperatura e di calore. Saper risolvere semplici problemi di equilibrio termico e saper distinguere gli aspetti prodotti dal calore sui corpi. Interpretare in termini di comportamento molecolare i fenomeni e le leggi riguardanti gli aeriformi. Svolgere semplici applicazioni sul primo principio della termodinamica e saper applicare le condizioni imposte dal primo principio all analisi delle principali trasformazioni termodinamiche. Collegare tra loro gli enunciati del secondo principio e metterli in relazione con l ipotesi di Carnot.
CLASSE TERZA leggi del moto rettilineo uniforme e rettilineo uniformemente accelerato. Il moto curvilineo: moto circolare uniforme; moto circolare uniformemente accelerato; moto curvilineo generale. Moto armonico. I moti composti più semplici: il moto parabolico e il moto roto traslatorio. Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali. La relatività galileiana e le sue leggi. Lavoro ed energia: Lavoro, potenza, concetto di energia. Energia cinetica, teorema dell energia cinetica, energia potenziale gravitazionale, energia potenziale elastica. Conservazione dell energia meccanica. Quantità di moto, sistemi isolati, conservazione della quantità di moto. Impulso di una forza, urti elastici e anelatici, urti elastici in una dimensione, urti obliqui. Momento di una forza. Equilibrio del corpo rigido. Definizione di momento angolare e conservazione del momento angolare. Momento d inerzia, centro di massa. Leggi di Keplero. Legge di gravitazione universale. Campo gravitazionale. Energia potenziale nel campo gravitazionale. Orbite circolari dei satelliti. Caratteristiche dei fluidi, densità, pressione, il principio di Pascal, la legge di Stevin, pressione atmosferica: esperienza di Torricelli, il principio di Archimede, il galleggiamento. Moto stazionario dei fluidi. Equazione di Bernoulli e sue applicazioni. Termologia Il termometro e le scale termometriche. L'equilibrio termico. La dilatazione lineare e volumica con relative leggi. Calore e lavoro. Capacità termica e calore specifico. Il calorimetro. Propagazione del calore. Cambiamenti di stato. Le leggi dei gas. L'equazione di stato del gas perfetto. I principi della termodinamica. Le macchine termiche. Gli enunciati di Kelvin e di Clausius. Il ciclo di Carnot e il rendimento di una macchina. L'entropia. Termodinamica I sistemi termodinamici. Le trasformazioni termodinamiche. I principi della termodinamica Le macchine termiche Valutare il valore più probabile, l'errore assoluto e relativo nelle misure dirette e indirette. Riconoscere le relazioni tra le grandezze utilizzando grafici e formule. Disegnare e calcolare la risultante di due o più vettori. Definire i concetti di traiettoria, legge oraria, velocità e accelerazione. Analizzare e risolvere i problemi di Cinematica. Illustrare i principi galileiani della relatività del moto e della composizione dei movimenti. Applicare le leggi della dinamica. Determinare le condizioni di equilibrio del punto materiale e del corpo rigido. Analizzare e risolvere i problemi di dinamica, sulla statica del punto materiale e del corpo rigido. Esaminare le condizioni di equilibrio dei fluidi e dei corpi immersi nei fluidi. Applicare la legge di gravitazione universale alla soluzione di alcuni problemi relativi ai moti dei pianeti e dei satelliti. Applicare il principio della quantità di moto a fenomeni significativi. Saper interpretare i fenomeni d'urto Calcolare il lavoro di una o più forze costanti applicate allo stesso corpo. Applicare il teorema dell'energia cinetica. Analizzare i fenomeni d'urto elastico con il principio di conservazione dell'energia. Interpretare macroscopicamente i concetti di temperatura e di calore. Risolvere semplici problemi di equilibrio termico e sui passaggi di stato. Saper applicare le leggi dei gas. Applicare le condizioni imposte dal primo principio della termodinamica all analisi delle principali trasformazioni. Calcolare il lavoro compiuto in una trasformazione termodinamica.
CLASSE QUARTA Le onde elastiche e loro caratteristiche. L' interferenza. Il suono e l'effetto Doppler. La luce. Riflessione e rifrazione. La riflessione totale. Lo specchio piano e gli specchi curvi. Costruzione dell'immagine per gli specchi sferici e la legge dei punti coniugati. Le lenti sferiche. Teoria corpuscolare e teoria ondulatoria della luce. Interferenza e diffrazione della luce. La carica elettrica e l'elettrizzazione. La legge di Coulomb. Il campo elettrico e le linee del campo. Il teorema di Gauss. L'energia potenziale elettrica e il potenziale elettrico. Le superfici equipotenziali. Conduttori in equilibrio. Capacità di un conduttore. Il condensatore. Condensatori in serie e in parallelo. La corrente elettrica. Generatori di tensione e i circuiti elettrici. La prima legge di Ohm. I resistori in serie e in parallelo. Le leggi di Kirchoff. La forza elettromotrice. I conduttori metallici e la seconda legge di Ohm. Resistività e temperatura. L'estrazione degli elettroni da un metallo: l'effetto termoionico e l'effetto fotoelettrico. L'effetto Volta. La corrente elettrica nei liquidi e nei gas. Fenomeni magnetici fondamentali. Forze tra magneti e correnti e forze tra correnti. L'intensità del campo magnetico. Il campo magnetico di un filo percorso da corrente, di una spira e di un solenoide. Collegare tra loro gli enunciati del secondo principio della termodinamica e metterli in relazione con l ipotesi di Carnot. Collegare il concetto di entropia con l evoluzione spontanea di un sistema fisico e con la possibilità di trasformare energia in lavoro. Rappresentare il grafico di un onda. Spiegare i fenomeni della riflessione, della rifrazione, dell interferenza, il principio di Huygens e il principio di sovrapposizione. Interpretare i fenomeni dell elettrostatica. Calcolare il campo elettrico di una lastra carica indefinitamente estesa, di un condensatore, di un filo carico indefinitamente lungo e di una sfera carica applicando il teorema di Gauss. Analizzare e risolvere semplici problemi di elettrostatica. Applicare le leggi fondamentali dei circuiti elettrici. Analizzare e risolvere semplici problemi di elettrodinamica. Saper fornire l interpretazione atomica delle leggi di Ohm e interpretare i fenomeni inerenti al passaggio della corrente nei solidi nei liquidi e negli aeriformi. Descrivere Il campo magnetico e la sua produzione. Acquisire la descrizione vettoriale dell interazione campo magnetico-carica elettrica. CLASSE QUINTA Il campo magnetico. La forza di Lorentz (La forza magnetica che agisce su una carica in modo, dimostrazione della forza magnetica su una carica in moto)forza elettrica e magnetica(il selettore di velocità)il flusso del campo magnetico(teorema di Gauss per il magnetismo) Le proprietà magnetiche dei materiali (Interpretazione microscopica delle proprietà magnetiche) L induzione elettromagnetica La corrente indotta La legge di Faraday-Neumann La legge di Lenz L autoinduzione: l induttanza, circuiti a corrente alternata. L alternatore ed il trasformatore Principio di funzione del ciclotrone e
del Linac. Le onde elettromagnetiche. Le equazioni di Maxwell e il campo elettromagnetico Il termine mancante (corrente di spostamento) Le onde elettromagnetiche La riflessione della luce La rifrazione della luce La dispersione della luce La riflessione totale e l angolo limite. Le onde elettromagnetiche piane La polarizzazione della luce (il polarizzatore) Lo spettro elettromagnetico ( onde radio e microonde; radiazioni infrarosse, visibili e ultraviolette; raggi x e gamma) La radio, i cellulari e la televisione La relatività dello spazio e del tempo Il valore numerico della velocità della luce L esperimento di Michelson-Morley Gli assiomi della teoria della relatività ristretta La relatività della simultaneità La dilatazione dei tempi (sincronizzazione degli orologi)la contrazione delle lunghezze L invarianza delle lunghezze perpendicolari al moto relativo. Le trasformazioni di Lorentz La relatività ristretta L equivalenza tra massa ed energia la quantità di moto della luce e il PET Energia totale, massa e quantità di moto in dinamica relativistica La relatività generale Il problema della gravitazione. I principi della relatività generale Gravità e curva dello spazio-tempo (le curve geodetiche)lo spazio curvo e la luce (deflessione gravitazionale della luce, buchi neri, red shift gravitazionale) Le onde gravitazionali La crisi della fisica classica Il corpo nero e l ipotesi di Planck L effetto fotoelettrico La quantizzazione della luce secondo Einstein Le proprietà ondulatorie della materia Le proprietà ondulatorie della materia(la dualità onda particella)il principio di indeterminazione Le onde di probabilità ì (probabilità di ignoranza e probabilità quantistica) Il gatto di Schrodinger Stabilità degli atomi e orbitali atomici I fermioni e i bosoni (numero di Spin) L emissione stimolata e il laser La fisica nucleare I nuclei degli atomi (protoni e neutroni, numero atomico e numero di massa, reazioni nucleari, isotopi)le forze nucleari e l energia di legame dei nuclei (il difetto di massa)la radioattività (decadimento alfa e beta, le famiglie radioattive)la legge del decadimento radioattivo La fissione nucleare e le centrali nucleari La scelta nucleare Al termine dell anno scolastico lo studente dovrà: Saper risolvere i principali circuiti a corrente alternata. Conoscere il concetto di onda elettromagnetica le modalità di propagazione e le possibili applicazioni in base all energia trasportata dall onda. Descrivere ed applicare in casi semplici le Equazioni di Maxwell. Saper analizzare i fenomeni collegati alla riflessione ed alla rifrazione della luce. Conoscere i principi su cui si basa la relatività ristretta ed analizzare alcune applicazioni di questa teoria. Rielaborare i concetti di spazio, tempo, massa ed energia con la teoria della relatività. Analizzare e risolvere semplici problemi di dinamica relativistica Conoscere i principi su cui si basa la relatività generale Acquisire gli elementi fondamentali della fisica delle particelle, analizzare i principali fenomeni nucleari e radioattivi.