Liceo Scientifico Statale “G B. Morgagni”
A.S. 2015/2016
PROGRAMMA DI FISICA
Classe V E
Libri di testo : Romeni - Fisica e realtà.blu Campo elettrico e magnetico Zanichelli vol. 2
Amaldi - La Fisica di Amaldi - Zanichelli vol .3
Inoltre per alcuni argomenti si è fatto uso anche di:
Walker - Dalla meccanica alla fisica moderna- Linx vol.3
letture-:
Einstein-Infeld : “L'evoluzione della fisica”
Amaroli – Balzani: “ Energia per l'astronave Terra”
Docente: Sabina Bonamico.
Studio ed analisi del campo elettrico:
- concetto di campo elettrico e definizione vettoriale( creazione delle linee di forza);
- il flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie;
- il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss per il campo elettrico;
- il campo elettrico generato da una distribuzione piana infinita di carica;
Il potenziale elettrico:
- l’energia potenziale elettrica;
- definizione della differenza di potenziale elettrico;
- il potenziale di una carica puntiforme;
- le superfici equipotenziali;
- la deduzione del campo elettrico dal potenziale;
- la circuitazione del campo elettrostatico.
Fenomeni di elettrostatica:
- la distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico;
- il campo elettrico e il potenziale in un conduttore in equilibrio elettrostatico;
- la capacita di un conduttore;
- il condensatore: campo elettrico generato da un condensatore piano e sua capacità;
- i condensatori in serie e in parallelo;
- l’energia immagazzinata in un condensatore
La corrente elettrica continua:
- intensità e verso della corrente elettrica;
- i generatori di tensione;
- il circuito elettrico: connessione in serie e in parallelo;
- la prima legge di Ohm;
- le leggi di Kirchoff: la prima legge (o legge dei nodi) e la seconda legge(o legge delle maglie);
- resistenze in serie o in parallelo;
- la trasformazione dell’energia elettrica: la potenza elettrica;
- la forza elettromotrice e la resistenza interna di un generatore;
- generatori reali e ideali di tensione.
La corrente elettrica nei metalli:
- i conduttori metallici;
- la seconda legge di Ohm: la resistività di un conduttore;
- l’effetto joule;
- la dipendenza della resistività dalla temperatura: i superconduttori;
- carica e scarica di un condensatore;
La corrente elettrica nei liquidi e nei gas:
- le soluzioni elettrolitiche;
- la dissociazione elettrolitica;
- l’elettrolisi;
- cenni sulla conducibilità nei gas
Fenomeni magnetici fondamentali:
- magneti naturali e artificiali;
- definizione del campo magnetico: direzione, verso e linee di campo;
- differenze e analogie tra campo magnetico ed elettrico;
- l’esperienza di Oersted, di Faraday e di Ampere;
- l’origine del campo magnetico e sua intensità;
- la forza esercitata da un campo magnetico su un filo percorso da corrente;
- motore elettrico;
- campo magnetico di un filo rettilineo percorso da corrente;
- campo magnetico di una spira e di un solenoide;
Laboratorio: esperienze con calamite e aghi magnetici, esperienza di Oersted-Faraday-Ampere
Il campo magnetico:
- la forza di Lorentz;
-Il moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme.
- momento torcente su una spira e momento magnetico di spire e bobine.
- il flusso del campo magnetico: teorema di Gauss per il magnetismo;
- la circuitazione del campo magnetico. Teorema di Ampere.
- le proprietà magnetiche dei materiali: sostanze ferromagnetiche, paramagnetiche e diamagnetiche;
- il ciclo di isteresi magnetica.
Induzione elettromagnetica
- la corrente indotta;
- il ruolo del flusso del campo magnetico
- la legge di Faraday-Newmann
-la forza elettromotrice indotta istantanea
- la legge di Lenz.
Le correnti di Foucault.
L’autoinduzione l’induttanza di un circuito.
Energia e densità di energia del campo magnetico. Induttanza del solenoide
L'alternatore e calcolo della f.em altrnata.
Le Equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche
Il campo elettrico indotto.
La circuitazione del campo elettrico indotto.
Calcolo della circuitazione del campo elettrico.
Confronto tra campo elettrostatico e campo elettrico indotto
Legge di Ampere-Maxwell
La corrente di spostamento.
Le equazioni di Maxwell e il campo elettromagnetico.
Le onde elettromagnetiche.
La velocità della luce e la sua natura elettromagnetica.
Origine dell'indice di rifrazione.
Dispersione della luce e riflessione totale.
Le onde elettromagnetiche piane.
Polarizzazione della luce (cenni)
Emissione e ricezione 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 Relatività ristretta
Il valore numerico della velocità della luce
L'etere.
L’esperimento Michelson-Morley .
Gli assiomi della teoria della relatività ristretta.
La relatività della simultaneità.
La dilatazione dei tempi:
La sincronizzazione degli orologi.
La misura di un intervallo di tempo.
La dilatazione dei tempi e l’intervallo di tempo proprio.
Il paradosso dei gemelli.
La contrazione delle lunghezze:
Le lunghezze poste nella direzione del moto relativo si contraggono.
La lunghezza propria.
Una conferma sperimentale: un muone che raggiunge la terra
Le trasformazioni di Lorentz e quelle di Galileo.
La composizione relativistica delle velocità.
L’equivalenza tra massa ed energia.
La Relatività generale
Le onde gravitazionali.
La recente conferma di onde gravitazionali e i rilevatori interferometrici.
Il docente
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Argomenti che si prevede di svolgere fino al termine delle lezioni:
La Relatività generale
problema della gravitazione
principi della relatività generale
geometrie non euclidee
gravità e curvatura dello spazio-tempo
La crisi della fisica classica e fisica quantistica( cenni ).
L'elettronvolt. Relazione tra elettronvolt e Joule.
La radiazione di un corpo nero.
L'ipotesi di Plank
Quantizzazione dell'energia e costante di Plank
I fotoni e l'effetto fotoelettrico.
Effetto Compton
Esperienza di Rutherford
proprietà ondulatorie della materia
principio di indeterminazione.
Gli studenti
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