Liceo Scientifico Statale G.Galilei Dolo Venezia A.S 2017/2018 Classe V D Materia Fisica Docente Dalla Venezia Lucia Situazione iniziale della classe La classe è formata da 23 alunni. L attività didattica con la sottoscritta è iniziata il giorno 13 Settembre. La stessa classe mi era stata affidata nei due anni precedenti per la stessa disciplina. Pur con notevoli differenziazioni in termini di impegno, capacità e autonomia nello studio, la classe appare partecipe, laboriosa e corretta. Alcuni alunni risultano particolarmente motivati ed interessati alla disciplina. Obiettivi generali da raggiungere Acquisire un linguaggio tecnico corretto. Sviluppare e acquisire capacità logico-razionali di analisi, sintesi, rielaborazione e collegamento delle informazioni culturali Acquisire un metodo di lavoro, di autonomia organizzativa e di capacità di utilizzare strumentazione scientifica Acquisire capacità di giudizio critico e autocritico, di valutazione e di autovalutazione. Obiettivi disciplinari Conoscere alcuni eventi fisici e studiarli riconoscendo il metodo sperimentale proprio della fisica. Interpretare i modelli fisici proposti e riconoscere i loro limiti di validità. Analizzare situazioni fisiche e tradurle in modelli matematici. Acquisire consapevolezza dei concetti fondamentali della materia e dei metodi di applicazione dei medesimi alla risoluzione di semplici problemi. Sviluppare abilità di esecuzione di un esperienza di laboratorio, effettuando misure, elaborando dati, tabelle e valutandone i risultati. Acquisire consapevolezza dell importanza della fisica moderna in ambiti culturali diversi.
Conoscenze Forze elettriche e campi elettrici Cap 15 (ripasso) Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico Cap 16 (ripasso) Circuiti elettrici Cap 17 (ripasso) Interazioni magnetiche e campi magnetici Cap 18 Induzione elettromagnetica Cap 19 L'origine dell'elettricità Oggetti carichi e forza elettrica Conduttori e isolanti Elettrizzazione per contatto e per induzione. Polarizzazione La legge di Coulomb Il campo elettrico Linee di forza del campo elettrico Il campo elettrico all'interno di un conduttore Il teorema di Gauss Energia potenziale in un campo elettrico Il potenziale elettrico Il potenziale elettrico di una carica puntiforme Le superfici equipotenziali e la loro relazione con il campo elettrico La circuitazione del campo elettrico Condensatori e dielettrici Forza elettromotrice e corrente elettrica Le leggi di Ohm La potenza elettrica Connessioni in serie Connessioni in parallelo Circuiti con resistori in serie e in parallelo La resistenza interna Le leggi di Kirchhoff Le misure di corrente e di differenza di potenziale Interazioni magnetiche e campo magnetico La forza di Lorentz II moto di una carica in un campo magnetico La forza magnetica su un filo percorso da corrente II momento torcente su una spira percorsa da corrente Campi magnetici prodotti da correnti II teorema di Gauss per il campo magnetico II teorema di Ampère I materiali magnetici Forza elettromagnetica indotta e correnti indotte La f.e.m. indotta in un conduttore in moto La legge dell'induzione elettromagnetica di Faraday-Neumann La legge di Lenz Mutua induzione e autoinduzione L'alternatore e la corrente alternata I circuiti semplici in corrnte alternata Circuiti RLC in corrente alternata La risonanza nei circuiti elettrici Il trasformatore
Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche Cap 20 La relatività ristretta Cap 21 Le equazioni dei campi elettrostatico e magnetostatico Campi che variano nel tempo Le equazioni di Maxwell Le onde elettromagnetiche Lo spettro elettromagnetico L'energia trasportata da un'onda elettromagnetica L'effetto Doppler La polarizzazione delle onde elettromagnetiche Qual'è la velocità della luce? I postulati della relatività ristretta La relatività del tempo : dilatazione temporale La relatività delle distanze: contrazione delle lunghezze La quantità di moto relativistica L'equivalenza tra massa ed energia La composizione relativistica delle velocità Particelle e onde Cap 22 Il dualismo onda corpuscolo La radiazione di corpo nero e l'ipotesi di Planck I fotoni e l'effetto fotoelettrico. La quantità di moto di un fotone e l'effetto Compton La lunghezza d'onda di De Broglie e la natura ondulatoria dei corpi materiali Il principio di indeterminazione di Heisenberg La natura dell atomo Cap 23 Dalla relatività generale allo studio dell universo Cap 26 Il modello atomicodi Rutherford Gli spettri a righe Il modello di Bohrdell atomo di idrogeno La quantizzazione del momento angolare secondo de Broglie L atomo di idrogeno secondo la meccanica quantistica Il principio di esclusione di Pauli e la tavola periodica degli elementi Dalla relatività ristretta alla relatività generale Cenni di relatività generale Le soluzioni della relatività generale Attività di laboratorio Gli studenti assisteranno o eseguiranno alcune esperienze nel laboratorio di fisica. L esperienza di laboratorio sarà completata da una relazione descrittiva dell esperienza che concorrerà alla valutazione complessiva dell alunno. Si prevede di effettuare la visita di almeno un impianto di ricerca nell ambito della fisica delle particelle: INFN-Legnaro (PD) e/o CNR-RFX-Camin (PD).
Metodologia La lezione sarà principalmente frontale favorendo in ogni modo la partecipazione attiva degli alunni. Le lezioni saranno semplici pur nel rispetto del rigore, della completezza e della correttezza logica. Alle lezioni tradizionali si affiancheranno momenti destinati a lavori di gruppo, ad interrogazioni, discussioni, ripasso generale,esposizione di lavori individuali, correzione delle verifiche scritte, intesi come ulteriore possibilità d apprendimento. La teoria sarà completata con esercizi svolti in classe ed assegnati di volta in volta per casa. Le azioni di recupero saranno svolte in primo luogo in orario curricolare e, se necessari, ulteriori interventi saranno attivati nei corsi di recupero, previa delibera del Consiglio di Classe. Valutazione Si effettueranno almeno tre prove ( di cui almeno una orale) per studente a quadrimestre (la valutazione riguarderà anche le attività di laboratorio). Per quanto riguarda la verifica orale si utilizzeranno varie forme di comunicazione: la classica interrogazione con domande sia teoriche che di risoluzione di esercizi alla lavagna, l esposizione da parte di un allievo di approfondimenti individuali, gli interventi dal posto. Il voto in ogni caso è unico. Strumenti Gli strumenti principali saranno il libro di testo, la lavagna tradizionale e la LIM. Valutazioni Conoscenze Competenze DESCRITTORI degli aspetti teorici dei modelli teorici e dei procedimenti operativi comprensione dei fenomeni fisici Espositive INDICATORI - conosce gli argomenti affrontati dal punto di vista teorico e fenomenologico - distingue i vari settori della fisica studiati - conosce lo sviluppo storico delle principali teorie fisiche - conosce e distingue i vari modelli - conosce e distingue i vari procedimenti operativi - conosce i simboli e le notazioni del linguaggio specifico - applica correttamente definizioni - riconosce e distingue la natura di un fenomeno fisico focalizzandone gli aspetti salienti - sa introdurre e/o modificare condizioni nello studio di un fenomeno - procede in modo lineare e coerente nello svolgimento di un problema - espone i vari contenuti teorici utilizzando correttamente i simboli ed il linguaggio scientifico - descrive con chiarezza un fenomeno fisico
Capacita' raccogliere dati sperimentali applicazione dei procedimenti risolutivi padronanza del calcolo operare rappresentazioni interpretare dati raccolti deduttive e logiche intuitive e di sintesi di analisi e di rielaborazione personale - enuncia chiaramente teoremi e sa dimostrarli - sa eseguire un esperimento guidato in laboratorio - sa effettuare misure in modo accurato, raccogliendo dati in tabelle con riflessioni su errori e cifre significative - sa applicare un modello di indagine stabilendone i limiti fisici - sa sviluppare un procedimento nella sua completezza - sa scegliere un modello idoneo per un dato problema - imposta esercizi e problemi applicando correttamente i vari procedimenti e li porta a termine - imposta ed esegue correttamente i calcoli - sa approssimare il risultato operando con le cifre significative - sa riportare i dati raccolti in diagrammi, grafici e/o tabelle - rappresenta chiaramente diagrammi e/o grafici - sa attribuire significato a grafici di vario tipo - sa ricavare una legge matematica interpolando i dati - denota coerenza logica nelle deduzioni e nelle dimostrazioni - sa formalizzare astrattamente - sa affrontare situazioni nuove - sa operare collegamenti disciplinari - utilizza procedimenti sintetici ed eleganti - sa analizzare le varie parti di un fenomeno fisico - sa inserire un dato fenomeno fisico in un contesto più generale - denota originalità e creatività del procedimento scelto NOTA Non è detto che per ogni prova verranno presi in considerazione tutti gli indicatori. Caratteristiche della prova scritta e/o orale Lo studente: dimostra di non conoscere i vari argomenti e/o commette molti e gravi errori; presenta difficoltà ad affrontare le applicazioni di base e/o manca di coerenza nel descrivere i vari fenomeni fisici; non conosce la terminologia scientifica. Lo studente: dimostra di avere conoscenze frammentarie e lacunose e/o commette molti errori; presenta difficoltà a completare le applicazioni di base o denota scarsa coerenza nel descrivere i vari fenomeni fisici; fa confusione nell'utilizzo delle formule matematiche e/o del linguaggio scientifico. Lo studente: dimostra di possedere conoscenze superficiali e/o commette qualche errore nelle applicazioni standard; denota difficoltà a completare gli esercizi e/o a condurre autonomamente la descrizione semplificata di un fenomeno fisico; evidenzia incertezze nell'utilizzo delle formule matematiche e/o del linguaggio scientifico. Lo studente: dimostra di conoscere i vari argomenti; esegue le applicazioni standard di media difficoltà ma denota incertezze nell'affrontare le parti più impegnative; evidenzia qualche intuizione e/o sa descrivere completamente un Giudizio e Voto Scarso 1-2 - 3 Gravemente Insufficiente 4 Insufficiente 5 Sufficiente 6
particolare fenomeno fisico studiato seppur con alcune imprecisioni; conosce ed utilizza correttamente le proprietà fondamentali della matematica e del linguaggio scientifico. Lo studente: dimostra di avere conoscenze puntuali; esegue con una sicurezza le applicazioni di media difficoltà ma denota qualche incertezze nell'affrontare punti più complessi; evidenzia capacità intuitive e descrivere un fenomeno fisico pur con qualche imprecisione; conosce ed utilizza correttamente le proprietà matematiche ed il linguaggio scientifico. Lo studente: dimostra di avere buone conoscenze applicando con sicurezza le varie procedure; evidenzia capacità intuitive e logiche nell'effettuare deduzioni e ragionamenti anche se con qualche imperfezione; sa effettuare correttamente la descrizione di un fenomeno fisico, conosce ed utilizza con sicurezza le proprietà matematiche ed il linguaggio scientifico. Lo studente: dimostra di saper utilizzare le conoscenze ben strutturate nell'applicare le varie procedure in modo sintetico; evidenzia capacità intuitive e logiche nell'effettuare deduzioni e ragionamenti; sa esprimere riflessioni sul testo proposto; sa effettuare correttamente la descrizione di un fenomeno fisico, conosce ed utilizza con sicurezza ed eleganza formale la matematica ed il linguaggio scientifico. Lo studente: dimostra di saper utilizzare al meglio le proprie conoscenze nello scegliere le strategie risolutive più sintetiche e vantaggiose; evidenzia capacità intuitive e logiche nell'effettuare deduzioni e ragionamenti. Ha effettuato approfondimenti personali sa esprimere riflessioni ponderate e personali sul testo proposto; conosce ed utilizza con sicurezza ed eleganza formale la matematica ed il linguaggio scientifico. Discreto 7 Buono 8 Ottimo 9 Eccellente 10 Testi adottati John D. Cutnell, Kenneth W. Johnson I problemi della fisica - Onde, campo elettrico e magnetico- vol 2, Edizione Zanichelli John D. Cutnell, Kenneth W. Johnson I problemi della fisica Induzione e onde elettromagnetiche. Relatività, atomi e nuclei vol 3, Edizione Zanichelli Dolo, 30 ottobre 2017 Prof.ssa Dalla Venezia Lucia