4^ liceo scientifico - sez. b

Liceo scientifico "B. Cavalieri "
CLASSE :
Verbania
4 LICEO SCIENTIFICO - SEZ. A
PROGRAMMA DI FISICA
Anno Scolastico 2014/2015
Testo in uso: L'Amaldi per licei scientifici.blu, Vol. 1 e Vol. 2, Ugo Amaldi, ed. Zanichelli
Vol. 1
Ripasso su: vettori, moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato, le tre leggi della dinamica, moto
circolare uniforme, e moto armonico.
La temperatura: definizione operativa di temperatura: termoscopio e termometro e sua taratura; scala
Celsius, Fahrenheit e assoluta o Kelvin; dilatazione lineare, superficiale(cenno), volumetrica dei solidi e
leggi relative; dilatazione dei liquidi e comportamento anomalo dell’acqua; trasformazioni dei gas, Prima e
seconda Legge di Gay-Lussac, Legge di Boyle, grafici relativi; gas perfetto ed equazione di stato dei gas
perfetti, costante R; peso atomico, molecolare, mole, numero di Avogadro e legge di Avogadro. Problemi
relativi.
Il calore: calore e lavoro, esperienza di Joule; energia in transito; capacità termica, calore specifico,
quantità di energia e variazione di temperatura, caloria; calorimetro, calcolo del calore specifico e della
temperatura di equilibrio; conduzione, convezione ed irraggiamento e legge di Stefan-Boltzmann; costante
solare ed effetto serra. Problemi relativi.
Modello microscopico della materia:
Moto browniano, pressione del gas perfetto, energia cinetica media, interpretazione microscopica della
pressione; temperatura dal punto di vista microscopico, equipartizione dell’energia; velocità quadratica
media; energia interna per gas perfetto e per gas reale; gas, solidi e liquidi spiegati con energia interna;
equazione di stato di van der Waals.
Il primo principio della termodinamica: scambi di energia: sistema termodinamico e stato del sistema,
energia interna di un sistema fisico e funzioni di stato; principio zero della termodinamica; trasformazioni
quasistatiche (isobara, isocora, isoterma, ciclica, adiabatica ed equazioni della trasformazione adiabatica);
lavoro termodinamico per trasformazione isobara e ciclica; Primo Principio della Termodinamica;
applicazioni del primo principio a trasformazione isobara, isocora, isoterma, ciclica ed adiabatica. Problemi
relativi.
Il secondo principio della termodinamica: le macchine termiche cicliche; bilancio energetico di una
macchina termica, Secondo Principio della Termodinamica: enunciato di Lord Kelvin, enunciato di
Clausius, enunciato del rendimento; trasformazioni reversibili e irreversibili; teorema di Carnot; ciclo di
Carnot e grafico relativo; rendimento della macchina di Carnot; ciclo frigorifero (cenno). Problemi relativi.
Terzo principio della termodinamica o legge di Nernst (pag.519).
Vol. 2
Onde elastiche: onde, onde su una corda , trasversali e longitudinali; fronti d'onda e raggi; onde periodiche
e loro caratteristiche; onde armoniche leggi e grafici relativi; interferenza, interferenza su una retta e nel
piano. Problemi relativi.
Il suono: le onde sonore e le loro caratteristiche oggettive; caratteristiche del suono (altezza, intensità,
timbro), livello di intensità sonora; limiti di udibilità; l’eco; lo onde stazionarie; battimenti; effetti Doppler,
velocità supersonica e numero di Mach. Problemi relativi.
Le onde luminoso: onde e corpuscoli e natura duale della luce; interferenza della luce, esperimento di
Young; diffrazione e diffrazione della luce; i colori e la lunghezza d’onda, confronto con il suono; emissione
ed assorbimento della luce, spettro a righe e continuo. Problemi relativi.
Carica elettrica e legge di Coulomb: elettrizzazione per strofinio, modello microscopico; conduttori ed
isolanti; definizione operativa di carica elettrica: elettroscopio, il coulomb, conservazione della carica
elettrica, particelle elementari (quark); la Legge di Coulomb nel vuoto e nel mezzo; elettrizzazione per
induzione e polarizzazione. Problemi relativi.
Il campo elettrico: concetto di campo, definizione del vettore campo elettrico E, forza elettrica; campo
elettrico di una carica puntiforme e di più cariche puntiformi; linee di campo ed esempi relativi; flusso del
vettore campo E e teorema di Gauss ( I° eq. Di Maxwell); campo elettrico generato da distribuzione piana di
carica, da distribuzione sferica di carica. Problemi relativi.
Il potenziale elettrico: forze conservative, energia potenziale meccanica (della forza peso, gravitazionale,
della molla), energia potenziale elettrica per una carica e per più cariche puntiformi; il potenziale elettrico,
la differenza di potenziale elettrico, moto spontaneo delle cariche elettriche; potenziale di una carica
puntiforme; superfici equipotenziali ed esempi, linee di campo e superfici equipotenziali; relazione fra
campo elettrico e potenziale (E = ∆V/∆d); circuitazione di E, significato fisico e conservatività del campo
elettrostatico, II° eq. di Maxwell. Problemi relativi.
Fenomeni di elettrostatica: distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico e densità di
carica; campo elettrico e potenziale di un conduttore in equilibrio elettrostatico (situazione interna, sul
conduttore e in prossimità del conduttore); teorema di Coulomb, potere delle punte; capacità di un
conduttore isolato, il farad e i suoi sottomultipli; campo elettrico, potenziale e capacità di una sfera carica
isolata; condensatore, campo elettrico generato da un condensatore, capacità di un condensatore piano;
capacità condensatore sferico (cenno); condensatori in serie e parallelo; energia immagazzinata da un
condensatore, lavoro di carica, densità di energia elettrica nel condensatore; verso le equazioni di Maxwell.
Problemi relativi.
Corrente elettrica continua: definizione di corrente elettrica e di intensità di corrente; verso della corrente
e tipi di corrente (vedi appunti); generatore ideale di tensione e circuiti elettrici; la Prima legge di Ohm e
resistenza elettrica; resistenze in serie e in parallelo e risoluzione di un circuito; leggi di Kirchhoff (cenni);
potenza elettrica dissipata ed effetto Joule, il kilowattora; definizione di f.e.m., generatore reale di tensione.
Problemi relativi.
La corrente elettrica nei metalli: conduttori metallici, spiegazione microscopica dell’effetto Joule, velocità
di deriva degli elettroni; la Seconda legge di Ohm e la resistività; resistore variabile; dipendenza della
resistività dalla temperatura e i superconduttori; estrazione degli elettroni da un metallo, lavoro e potenziale
di estrazione, elettronvolt; effetto termoionico e fotoelettrico; effetto Volta ed effetto Seebeck o
termoelettrico.
L'insegnante
Rosalba Pironi
Gli studenti
Verbania, 10-06-2015
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