Nome docente Domenico Lo Moro Nome docente tecnico-pratico Roberto Raverta Materia insegnata Fisica Classe Testo in adozione Quinta Sez. A L La fisica di Amaldi Idee ed esperimenti Vol. 3 U. Amaldi Ed. Zanichelli
La classe è composta da 20 allievi che, nel complesso, hanno un comportamento corretto. Tuttavia per molti lo studio a casa è molto discontinuo e non sempre svolgono gli esercizi assegnati. Finalità generali Lo studio della fisica contribuisce alla formazione generale favorendo l'apprendimento di concetti fondamentali e alla creazione di una preparazione di base fornendo un adeguato bagaglio di conoscenze relative ad una molteplicità di aspetti della realtà tecnologica. In particolare l insegnamento della fisica deve: - concorrere alla formazione culturale dell'allievo, arricchendone la preparazione complessiva con strumenti idonei a una comprensione critica del presente, attraverso lo sviluppo di capacità di analisi e di collegamento e delle facoltà di astrazione e di unificazione per indagare sul mondo naturale; - acquisire la consapevolezza che la possibilità di indagare l'universo è legato al progresso tecnologico ed alle più moderne conoscenze; - comprendere l'evoluzione storica dei modelli di interpretazione della realtà evidenziandone l'importanza, i limiti ed il progressivo affinamento; - contribuire alla consapevolezza che, in una società complessa permeata di scienza e tecnologia, una formazione scientifica è indispensabile per le scelte che ogni cittadino è chiamato a compiere nella vita democratica. Finalità specifiche - 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, finalizzati ad una adeguata interpretazione della natura; - capacità di reperire informazioni, di utilizzarle in modo autonomo e finalizzato e di comunicarle con un linguaggio scientifico; - abitudine all'approfondimento, alla riflessione individuale e all'organizzazione del lavoro personale; Obiettivi di apprendimento - applicare in contesti diversi le conoscenze acquisite; - riconoscere l ambito di validità di leggi scientifiche; - formulare ipotesi di interpretazione dei fenomeni osservati, dedurre conseguenze e proporre verifiche; - analizzare fenomeni individuando le variabili che li caratterizzano; - fare approssimazioni compatibili con l accuratezza richiesta e valutare i limiti di tali semplificazioni; - valutare l attendibilità dei risultati sperimentali ottenuti; - esaminare dati e ricavare informazioni significative da tabelle, grafici.. - utilizzare il linguaggio specifico della discipline. LABORATORIO L attività di laboratorio svolge un ruolo essenziale nell insegnamento della disciplina. Numerose esperienze verranno realizzate nel corso della trattazione dell elettrostatica, della corrente elettrica e del magnetismo compatibilmente con il materiale e l attrezzatura a disposizione.
Verifica e valutazione Per stabilire in quale misura siano stati raggiunti gli obiettivi prefissati verranno utilizzati i seguenti strumenti: - interrogazioni orali - prove di verifica scritte - esperienze di laboratorio - relazioni scritte sulle esperienze di laboratorio Programma ELETTROMAGNETISMO 1. La carica elettrica e la legge di Coulomb Elettrizzazione (strofinio, contatto e induzione) Conduttori e isolanti La legge di Coulomb; Costante dielettrica relativa; Bilancia di torsione Elettroscopio 2. Campo elettrico Vettore campo elettrico Campo elettrico generato da una o più cariche puntiformi Principio di sovrapposizione degli effetti Linee di forza del campo elettrico Flusso del campo elettrico e teorema di Gauss Applicazione del teorema di Gauss ( distribuzione piana infinita, condensatore, distribuzione lineare infinita; sfera carica) 3. Potenziale elettrico Campo conservativo Lavoro del campo elettrico (uniforme e generato da una carica puntiforme) Calcolo dell energia potenziale elettrica Circuitazione del campo elettrico Potenziale e superfici equipotenziali 4. Fenomeni di elettrostatica Distribuzione della carica Campo elettrico e potenziale di un conduttore in equilibrio elettrostatico Capacità di un conduttore Condensatori ad armature piane: campo elettrico, capacità ) Condensatori in serie e in parallelo, condensatore equivalente Energia immagazzinata da un condensatore
5. La corrente elettrica continua Intensità di corrente elettrica Generatori di tensione e circuiti elettrici Prima legge di Ohm Leggi di Kirchhoff Resistori in serie e in parallelo, resistenza equivalente Effetto Joule e potenza dissipate Forza elettromotrice 6. La corrente nei metalli Conduttori metallici Seconda legge di Ohm, resistività. Reostato Circuiti RC Carica e scarica di un condensatore Effetto termoionico, effetto fotoelettrico, diodo e triodo come valvola termoionica Effetto volta, termoelettrico e termocoppia 6. La corrente elettrica nei gas e nelle soluzioni elettrolitiche MAGNETISMO 8. Fenomeni magnetici fondamentali Campi magnetici Interazione corrente- campo magnetico Vettore induzione magnetica Interazione corrente corrente Biot-Savart Campo magnetico di una spira e di un solenoide Motore elettrico, amperometro e voltmetro 8. Campo magnetico Forza di Lorentz Forza elettrica e magnetica Moto di una carica in un campo magnetico uniforme Esperimento di Millikan e quantizzazione della carica elettrica Esperimento di Thomson Spettrografo di massa Flusso del campo magnetico Circuitazione del campo magnetico Proprietà magnetiche dei materiale, ciclo di isteresi
9. Induzione elettromagnetica Corrente indotta Legge di Faraday Neumann e legge di Lenz Induttanza di un circuito e autoinduzione elettromagnetica Circuito RL Mutua induzione Alternatore, trasformatore Circuiti in corrente alternata 10. equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche Campo elettrico indotto Corrente di spostamento e il campo magnetico Equazioni di Maxwell Onde elettromagnetiche ed energia trasportata 11. Cenni sulla relatività ristretta, la dinamica relativistica e la relatività generale Campi magnetici Interazione corrente- campo magnetico 12. Atomi, nuclei e particelle, meccanica quantistica nascita della fisica moderna, l elettrone spettroscopia L atomo di Thomson e Rutherford Quantizzazione dell atomo nucleare Livelli energetici dell atomo di idrogeno Limiti dell atomo di Bohr Numeri quantici Principio Pauli e distribuzione degli elettroni negli atomi La realtà del mondo dei quanti Diffusione elettromagnetica, raggi x e laser Meccanica quantistica Il corpo nero e l ipotesi di Planck Effetto fotoelettrico Quantizzazione della luce secondo Einstein Effetto compton Principio di indeterminazione Le onde di probabilità e il dualismo onda-corpuscolo Effetto tunnel Lo stato solido Struttura cristallina dei solidi Bande di energia e conducibilità elettrica Semiconduttori, diodo e transistore Superconduttività
Il Nucleo Nuclei e isotopia Enegia di legame dei nuclei Serie radioattive e trasmutazioni Fissione e fusione nucleare Particelle e loro interazioni I costituenti ultimi della materia Principali caratteristiche delle particelle Interazioni nucleari I quanti I Quark I Docenti Pinerolo, 12/11/13