programmazione di fisica as 2014-2015
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Liceo Scientifico Statale "Paolo Lioy" 36100 VICENZA via P. Cordenons, 5 - Tel. (0444) 324.756 – Fax 544.498 _____________ DIPARTIMENTO di MATEMATICA e FISICA PROGRAMMAZIONE DI FISICA A.S. 2014-2015 PROGRAMMAZIONE DI FISICA PER IL BIENNIO ........................................................................................... 2 OBIETTIVI GENERALI E SPECIFICI PER LA FISICA ....................................................................................... 2 STANDARD MINIMI IN TERMINI DI CONOSCENZE E COMPETENZA ............................................................ 2 Classi PRIME .................................................................................................................................................................... 2 Classi SECONDE .............................................................................................................................................................. 4 METODI E STRUMENTI D’INSEGNAMENTO............................................................................................................... 5 VERIFICHE E VALUTAZIONE ....................................................................................................................................... 5 ATTIVITA’ DI RECUPERO ............................................................................................................................................. 6 SCANSIONE TEMPORALE IN MODULI ........................................................................................................................ 6 CLASSI PRIME ............................................................................................................................................ 6 CLASSI SECONDE ...................................................................................................................................... 7 PROGRAMMAZIONE DI FISICA PER IL SECONDO BIENNIO E QUINTO ANNO ....................................... 9 LINEE GENERALI E COMPETENZE.................................................................................................................. 9 Liceo scientifico................................................................................................................................................... 9 Liceo scientifico opzione scienze applicate ........................................................................................................... 9 STANDARD MINIMI IN TERMINI DI CONOSCENZA E COMPETENZA ...........................................................10 Classi TERZE.................................................................................................................................................................. 10 Classi QUARTE .............................................................................................................................................................. 13 Classi QUINTE ............................................................................................................................................................... 15 METODI E STRUMENTI DI INSEGNAMENTO............................................................................................................ 17 VERIFICHE E VALUTAZIONE ..................................................................................................................................... 18 ATTIVITA’ DI RECUPERO ........................................................................................................................................... 19 SCANSIONE TEMPORALE IN MODULI ...................................................................................................................... 19 CLASSI TERZE .......................................................................................................................................... 19 CLASSI QUARTE ...................................................................................................................................... 20 CLASSI QUINTE ........................................................................................................................................ 21 Griglia di valutazione di Matematica-Informatica-Fisica................................................................................23 1 PROGRAMMAZIONE DI FISICA PER IL BIENNIO OBIETTIVI GENERALI E SPECIFICI PER LA FISICA L’insegnamento della fisica si ripromette di condurre l’alunno a: 1. osservare e identificare un fenomeno; 2. analizzare un problema semplice individuandone gli elementi significativi, le relazioni, i dati superflui e quelli mancanti; 3. essere consapevole del problema della misura, rendendosi conto dell’incertezza ad essa associata; 4. saper servirsi dei grafici relativi ai vari fenomeni; 5. rendersi conto dei limiti di validità delle varie leggi; 6. iniziare a comprendere e distinguere la struttura sperimentale, da un lato, logico-matematica, dall’altro, delle teorie studiate. A supporto degli obiettivi sopra elencati, l’attività di laboratorio, in particolare nell’indirizzo delle scienze applicate, sarà intesa sia come percorso di scoperta sia come illustrazione o verifica delle leggi oggetto di studio. STANDARD MINIMI IN TERMINI DI CONOSCENZA E COMPETENZA 2° Modulo 1° Modulo Classi PRIME Grandezze fisiche Strumenti matematici Conoscenze Competenze Concetto di misura delle grandezze fisiche Il Sistema Internazionale di Unità:le grandezze fisiche fondamentali (tempo, lunghezza e massa) e derivate (densità) Equivalenze di misure (aree, volumi) Comprendere il concetto di definizione operativa di una grandezza fisica Saper convertire una misura espressa in termini di un assegnato multiplo o sottomultiplo di una certa unità, nella (stessa) misura espressa in termini di un altro multiplo o sottomultiplo (della stessa unità) I rapporti, le proporzioni, le percentuali. Relazioni tra grandezze fisiche: proporzionalità diretta e inversa e relazione lineare Le potenze di 10 Le equazioni e i principi di equivalenza 2 Conoscere ed applicare le proprietà delle potenze. Saper tradurre il prefisso identificativo del multiplo/sottomultiplo di un’unità di misura nella corrispondente notazione esponenziale in base 10, e viceversa Saper rappresentare graficamente una collezione di coppie ordinate di dati Saper riconoscere il tipo di proporzionalità (diretta o inversa) dai grafici e/o dall’equazione Saper dedurre dalla rappresentazione grafica della relazione la sua equazione, almeno nei casi di proporzionalità diretta e inversa Saper invertire semplici formule 3° Modulo 4° Modulo 5° Modulo 6° Modulo La misura Le caratteristiche degli strumenti di misura Le incertezze in una misura Gli errori delle misure dirette ed indirette La valutazione del risultato di una misura Le cifre significative L’ordine di grandezza di un numero La notazione scientifica Le forze e i vettori L’effetto delle forze Forze di contatto ed azione a distanza Come misurare le forze La somma delle forze Definizione di vettore e sua rappresentazione geometrica Somma di due (o più) vettori: regola del parallelogramma e costruzione della poligonale Moltiplicazione di un vettore per uno scalare Differenza di due vettori Scomposizione di un vettore lungo due direzioni assegnate La forza peso e la massa Le caratteristiche della forza d’attrito (statico, dinamico), della forza elastica Legge di Hooke L’equilibrio dei solidi Il concetto di punto materiale e corpo rigido L’equilibrio di un punto materiale Coppie di forze e leve Baricentro L’equilibrio dei fluidi Gli stati di aggregazione molecolare La definizione di pressione La legge di Pascal La legge di Stevino La spinta di Archimede Il galleggiamento dei corpi La pressione atmosferica e la sua misurazione 3 Saper distinguere tra errori sistematici e accidentali Relativamente a una misura diretta, assegnata una collezione di dati, saper calcolare il valor medio e l’incertezza assoluta Saper calcolare l’errore relativo e percentuale Relativamente a due misure (già espresse come intervallo), saper calcolare l’errore assoluto, relativo e percentuale della loro somma, differenza, prodotto e quoziente Saper convertire la notazione decimale di una misura in notazione scientifica, e viceversa Valutare l’ordine di grandezza di una misura Saper costruire graficamente: □ la risultante di due o più vettori nel piano □ la moltiplicazione di un vettore (nel piano) per uno scalare □ la differenza di due vettori nel piano □ i vettori componenti di un vettore lungo due direzioni assegnate Saper calcolare la risultante di due o più forze applicate nel medesimo punto Saper scomporre una forza lungo due direzioni assegnate Saper operare con le relazioni tra lunghezza (e/o allungamento) di una molla e intensità della forza applicata Saper distinguere tra misure di massa e misure di peso Saper rappresentare coerentemente la direzione, il verso e l’intensità della forza peso, delle forze vincolari e della forza d’attrito Saper calcolare l’equilibrante una volta assegnate due o più forze applicate a un punto materiale. Saper calcolare la reazione vincolare su un punto materiale esercitata da una superficie d’appoggio, note le altre forze. Saper stabilire se un punto materiale appoggiato a una superficie piana liscia o ruvida (orizzontale o inclinata) è in equilibrio o no Saper risolvere semplici problemi sulle leve Saper calcolare la pressione determinata dall’applicazione di una forza e la pressione esercitata dai liquidi Saper risolvere semplici problemi mediante le leggi di Stevino e Archimede Classi SECONDE 2° Modulo 1° Modulo Conoscenze Cinematica del moto rettilineo Dinamica del punto Competenze Il punto materiale in movimento Sistemi di riferimento Il moto rettilineo La velocità media Moto rettilineo uniforme Grafici spazio-tempo Il moto vario su una retta Velocità istantanea Accelerazione media e istantanea Moto uniformemente accelerato Grafici spazio-tempo e velocità-tempo Primo principio della dinamica Effetto delle forze Secondo principio della dinamica Che cos’è la massa? Terzo principio della dinamica La caduta libera Forza peso e massa La discesa lungo un piano inclinato Rappresentare moti uniformi e uniformemente accelerati in grafici (t, s(t)) e (t, v(t)) e utilizzarli per risolvere problemi Saper interpretare fisicamente grafici noti di moti uniformi e uniformemente accelerati Risolvere problemi di cinematica del moto rettilineo uniforme o uniformemente accelerato che richiedano al massimo la risoluzione di equazioni di 1° grado Saper individuare sistemi di riferimento appropriati per la descrizione di moti Saper individuare, in modulo direzione e verso, eventuali reazioni vincolari Saper rappresentare il diagramma delle forze relativo a un punto materiale Saper impostare l’equazione risolvente un semplice problema di dinamica del punto materiale 5° Modulo 4° Modulo 3° Modulo Saper calcolare l’energia cinetica di un corpo e le sue eventuali variazioni Energia meccanica Temperatura e calore Ottica geometrica Lavoro, potenza, energia Teorema dell’energia cinetica Definizione di energia potenziale Energia potenziale gravitazionale ed energia potenziale elastica Principio di conservazione dell’energia meccanica e dell’energia totale Il termometro La dilatazione lineare dei solidi La dilatazione volumica dei solidi e dei liquidi La legge di Boyle Calore e lavoro Energia in transito Capacità termica e calore specifico Il calorimetro I cambiamenti di stato Propagazione rettilinea della luce La riflessione e lo specchio piano Gli specchi curvi (sferici) La rifrazione La riflessione totale Le lenti Strumenti ottici 4 Saper riconoscere il legame tra variazione di energia cinetica e lavoro complessivamente svolto su un corpo Saper risolvere, mediante l’applicazione del principio di conservazione dell’energia meccanica, semplici problemi relativi ad un punto materiale sottoposto a forze puramente conservative Saper convertire una temperatura da una scala all’altra Saper risolvere semplici problemi sulla dilatazione termica Saper affrontare semplici applicazioni della legge di Boyle Saper calcolare la temperatura di equilibrio di due o più sistemi di capacità termica e temperature iniziali note, posti a contatto e isolati dall’ambiente esterno Saper stabilire il comportamento di una miscela acqua-ghiaccio in diverse condizioni iniziali Saper risolvere semplici esercizi sugli specchi piani Saper costruire graficamente l’immagine di un oggetto posto davanti a uno specchio sferico Saper distinguere il diverso comportamento della luce rispetto all’angolo limite Saper costruire graficamente l’immagine di un oggetto posto davanti a una lente sottile METODI E STRUMENTI D’INSEGNAMENTO Il metodo d’insegnamento per l’approccio ai vari argomenti parte da un modello frontale, adeguandosi di volta in volta alle possibilità e alle esigenze della classe. In riferimento agli obiettivi sopra indicati, si sceglie di: 1. valorizzare l’approccio istintivo e puramente intuitivo, tipico dell’adolescente, soprattutto nella fase iniziale dello studio della disciplina, avendo cura di sviluppare insieme abilità osservative e prime semplici sintesi formali; 2. privilegiare gradatamente l’approccio sistematico, con particolare attenzione al rigore logicomatematico; 3. approfondire, per quanto possibile, il carattere storico della disciplina, evidenziando quei problemi che hanno innescato le principali ricerche, soprattutto in relazione a nuovi campi d’indagine e a nuovi capitoli della conoscenza; ripercorrere, inoltre, lo sviluppo di certi concetti fondamentali, per mostrare come, nell’evolversi della fisica, certe domande siano riecheggiate continuamente, riproponendosi via via in modi nuovi; 4. approfondire la dimensione sperimentale, compatibilmente con le esigenze di orario e di programma e la disponibilità del laboratorio di fisica dell’istituto, realizzando esperimenti abbastanza articolati, in cui sia già individuata o possa essere individuabile un’ipotesi teorica da verificare, che conducano a risultati possibilmente quantitativi e quindi da elaborare; 5. svolgere esercizi e risolvere semplici problemi, allo scopo di ragionare sul significato e sull’applicabilità delle prime leggi studiate. Ci si riserva la possibilità, qualora lo si ritenga didatticamente opportuno ed efficace, di usare in fisica strumenti matematici che saranno trattati sistematicamente solo in tempi successivi. VERIFICHE E VALUTAZIONE La valutazione del raggiungimento degli obiettivi di apprendimento può avvenire mediante: 1. Prove non strutturate: sono le prove tradizionali quali l'interrogazione, il compito scritto con problemi, la relazione. 2. Prove strutturate: sono i quesiti: vero/falso, corrispondenze, scelta multipla, completamento. 3. Prove semistrutturate: sono i quesiti che richiedono una risposta con particolari vincoli dettati sia dal contesto che dalla richiesta (ad esempio i quesiti “risposta breve” della terza prova dell’esame di stato, esercizi che richiedono procedure univoche). 4. Controlli e osservazioni: controllo sull’impegno (rispettare le consegne domestiche, prestare attenzione alle lezioni, prendere appunti); osservazioni sulla partecipazione attiva (interventi significativi sugli argomenti, proposte originali e alternative di soluzione ai problemi proposti e in genere con ogni forma di collaborazione). Le prove di verifica saranno proposte nella modalità (scritta o orale) che il docente ritiene più adatta al percorso di apprendimento in ciascuna classe. La presenza di prove in forma scritta valide per l'orale, non andrà a diminuire l'attenzione sull'esposizione orale. Il dipartimento di matematica ha concordato il numero minimo di verifiche da svolgere: tre per il trimestre (Settembre – Dicembre) e tre per il pentamestre (Gennaio – Giugno), ferma restando la libertà di ogni insegnante di potenziare tale numero alla luce di particolari necessità didattiche. Nell'articolare le prove di valutazione si procederà ad assegnare quesiti di tipo diverso, finalizzati ad appurare: 1. la conoscenza degli argomenti trattati in classe; 2. l'assimilazione delle competenze corrispondenti; 3. la capacità di rielaborare criticamente i contenuti proposti. 5 La griglia allegata permetterà di esprimere la valutazione. I compiti scritti corretti vengono riconsegnati di norma entro 15 (quindici) giorni. Quanto alle interrogazioni, la valutazione viene comunicata nei giorni immediatamente successivi alla prova stessa. La valutazione conclusiva, ai fini degli scrutini, si baserà sui risultati delle prove; per il conseguimento della sufficienza si richiede il raggiungimento degli standard minimi della classe frequentata. ATTIVITA’ DI RECUPERO Il dipartimento ritiene che le attività di recupero possano essere efficaci se tempestivamente attivate durante l’intero percorso didattico e in tal modo raccordate strettamente con lo svolgimento del programma. In tal senso ritiene fondamentale il recupero in itinere, in quanto generalmente più tempestivo e continuativo degli eventuali interventi pomeridiani. Fanno parte integrante delle attività finalizzate al recupero in itinere: le ore specificamente dedicate alla correzione e alla discussione degli esercizi e dei problemi assegnati per casa; le esercitazioni in vista delle prove scritte; le correzioni e discussioni dei compiti o dei test svolti in classe; le interrogazioni viste come occasioni preziose per l’intera classe di riprendere, chiarire e riorganizzare i contenuti. Auspica inoltre che eventuali altri interventi in orario extracurricolare partano con un certo anticipo rispetto alla chiusura trimestrale, appena vi siano evidenti lacune su contenuti irrinunciabili. Si potrà così evitare che l’attività didattica ordinaria e l’apprendimento degli alunni nel secondo periodo siano condizionati dall’attesa del recupero sugli argomenti del primo trimestre e che il lavoro complessivo degli studenti in difficoltà, per quanto intenso, sia eccessivamente appesantito. SCANSIONE TEMPORALE IN MODULI Segue un elenco dei contenuti in programma nelle diverse classi. La scansione temporale riportata è da intendersi come essenzialmente indicativa, ferma restando la facoltà del singolo docente di anticipare o posticipare il confronto con questo o quel tema, secondo le necessità didattiche della classe o il proprio convincimento personale. CLASSI PRIME Trimestre (Settembre-Dicembre) 1. GRANDEZZE FISICHE E LORO MISURAZIONE Introduzione alla Fisica La misura delle grandezze fisiche Il Sistema Internazionale di Unità L’intervallo di tempo La lunghezza L’area Il volume La massa La densità 2. STRUMENTI MATEMATICI I rapporti Le proporzioni Le percentuali I grafici 6 La proporzionalità diretta La proporzionalità inversa La proporzionalità quadratica diretta ed inversa Come si usa una formula Come si usa un grafico Le potenze di dieci Le equazioni 3. LA MISURA Gli strumenti L’incertezza delle misure Il valore medio e l’incertezza L’incertezza delle misure indirette Le cifre significative La notazione scientifica Pentamestre (Gennaio-Giugno) 4. LE FORZE Gli effetti delle forze La misura delle forze La somma delle forze I vettori Le operazioni con i vettori La forza-peso e la massa Le forze d’attrito La forza elastica 5. L’EQUILIBRIO DEI SOLIDI Il punto materiale e il corpo rigido L’equilibrio del punto materiale L’equilibrio su un piano inclinato L’effetto di più forze su un corpo rigido Il momento delle forze L’equilibrio di un corpo rigido Le leve Il baricentro 6. L’EQUILIBRIO DEI FLUIDI Solidi, liquidi e gas La pressione La pressione nei liquidi La pressione della forza-peso nei liquidi La spinta di Archimede La pressione atmosferica La misura della pressione atmosferica CLASSI SECONDE Trimestre (Settembre-Dicembre) 1. CINEMATICA DEL MOTO RETTILINEO Il punto materiale in movimento Sistemi di riferimento Il moto rettilineo 7 La velocità media Moto rettilineo uniforme Grafici spazio-tempo Il moto vario su una retta Velocità istantanea Accelerazione media e istantanea Moto uniformemente accelerato Grafici spazio-tempo e velocità-tempo 2. DINAMICA DEL PUNTO (prima parte) Primo principio della dinamica Effetto delle forze Secondo principio della dinamica Che cos’è la massa? Terzo principio della dinamica Pentamestre (Gennaio-Giugno) 3. DINAMICA DEL PUNTO (seconda parte) La caduta libera Forza peso e massa La discesa lungo un piano inclinato Reazioni vincolari (piani d’appoggio e fili ideali) Attrito radente dinamico (facoltativo) Coppie di corpi collegati con un filo ideale 4. ENERGIA MECCANICA Lavoro, potenza, energia Teorema dell’energia cinetica Definizione di energia potenziale Energia potenziale gravitazionale ed energia potenziale elastica Principio di conservazione dell’energia meccanica e dell’energia totale 5. TEMPERATURA E CALORE Il termometro La dilatazione lineare dei solidi La dilatazione volumica dei solidi e dei liquidi La legge di Boyle Calore e lavoro Energia in transito Capacità termica e calore specifico Il calorimetro I cambiamenti di stato 6. OTTICA GEOMETRICA Propagazione rettilinea della luce La riflessione e lo specchio piano Gli specchi curvi (sferici) La rifrazione La riflessione totale Le lenti Strumenti ottici 8 PROGRAMMAZIONE DI FISICA PER IL SECONDO BIENNIO E QUINTO ANNO LINEE GENERALI E COMPETENZE Lo sviluppo dei programmi concorre al raggiungimento dei seguenti risultati di apprendimento comuni alle discipline previste nei percorsi del liceo scientifico (all. A del regolamento sui nuovi licei). Liceo scientifico Gli studenti, a conclusione del percorso di studio, dovranno: 1. aver acquisito una formazione culturale equilibrata nei due versanti linguistico-storicofilosofico e scientifico; comprendere i nodi fondamentali dello sviluppo del pensiero, anche in dimensione storica, e i nessi tra i metodi di conoscenza propri della matematica e delle scienze sperimentali e quelli propri dell’indagine di tipo umanistico; 2. saper cogliere i rapporti tra il pensiero scientifico e la riflessione filosofica; 3. saper utilizzare strumenti di calcolo e di rappresentazione per la modellizzazione e la risoluzione di problemi; 4. aver raggiunto una conoscenza sicura dei contenuti fondamentali delle scienze fisiche e naturali (chimica, biologia, scienze della terra, astronomia) e, anche attraverso l’uso sistematico del laboratorio, una padronanza dei linguaggi specifici e dei metodi di indagine propri delle scienze sperimentali; 5. essere consapevoli delle ragioni che hanno prodotto lo sviluppo scientifico e tecnologico nel tempo, in relazione ai bisogni e alle domande di conoscenza dei diversi contesti, con attenzione critica alle dimensioni tecnico-applicative ed etiche delle conquiste scientifiche, in particolare quelle più recenti; 6. saper cogliere la potenzialità delle applicazioni dei risultati scientifici nella vita quotidiana. Liceo scientifico opzione scienze applicate 1. aver appreso concetti, principi e teorie scientifiche anche attraverso esemplificazioni operative di laboratorio; 2. elaborare l’analisi critica dei fenomeni considerati, la riflessione metodologica sulle procedure sperimentali e la ricerca di strategie atte a favorire la scoperta scientifica; analizzare le strutture logiche coinvolte ed i modelli utilizzati nella ricerca scientifica; 3. individuare le caratteristiche e l’apporto dei vari linguaggi (storico-naturali, simbolici, matematici, logici, formali, artificiali); 4. comprendere il ruolo della tecnologia come mediazione fra scienza e vita quotidiana; 5. saper utilizzare gli strumenti informatici in relazione all’analisi dei dati e alla modellizzazione di specifici problemi scientifici e individuare la funzione dell’informatica nello sviluppo scientifico; 6. saper applicare i metodi delle scienze in diversi ambiti. (dalle indicazioni nazionali) Al termine del percorso liceale lo studente avrà appreso i concetti fondamentali della fisica, le leggi e le teorie che li esplicitano, acquisendo consapevolezza del valore conoscitivo della disciplina e del nesso tra lo sviluppo della conoscenza fisica ed il contesto storico e filosofico in cui essa si è sviluppata. 9 In particolare, lo studente avrà acquisito le seguenti competenze: osservare e identificare fenomeni; formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi; formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione; fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l’esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati e dell'affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli; comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui vive. Nel secondo biennio il percorso didattico darà maggior rilievo all’impianto teorico (le leggi della fisica) e alla sintesi formale (strumenti e modelli matematici), con l’obiettivo di formulare e risolvere problemi più impegnativi, tratti anche dall’esperienza quotidiana, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi fisiche. Inoltre, l’attività sperimentale consentirà allo studente di discutere e costruire concetti, progettare e condurre osservazioni e misure, confrontare esperimenti e teorie. Nel quinto anno, lo studente completerà il percorso didattico con lo studio dell’elettromagnetismo e delle conoscenze sviluppate nel XX secolo relative al microcosmo e al macrocosmo, accostando le problematiche che storicamente hanno portato ai nuovi concetti di spazio e tempo, massa ed energia. In particolare per il liceo delle scienze applicate si sottolinea il ruolo centrale del laboratorio, inteso sia come attività di presentazione da cattedra, sia come esperienza di scoperta e verifica delle leggi fisiche, che consente allo studente di comprendere il carattere induttivo delle leggi e di avere una percezione concreta del nesso tra evidenze sperimentali e modelli teorici. STANDARD MINIMI IN TERMINI DI CONOSCENZA E COMPETENZA Classi TERZE Conoscenze Competenze Saper associare a un moto curvilineo generico un vettore accelerazione coerente con la descrizione qualitativa del moto, usando in modo appropriato i significati delle componenti tangenziale e centripeta 1° Modulo Moto vario in due dimensioni Cinematica del moto curvilineo Velocità e accelerazione nel moto curvilineo Componente centripeta e tangenziale dell’accelerazione Moto parabolico Saper distinguere, nel moto parabolico, le due diverse componenti del moto, usandone correttamente le equazioni per risolvere semplici problemi Saper individuare le grandezze cinematiche caratteristiche di un moto circolare uniforme, operando disinvoltamente con diverse misure di angolo (gradi, radianti) e di frequenza Saper risolvere semplici problemi sul moto circolare uniforme 10 Saper individuare sistemi inerziali appropriati per la descrizione di moti 2° Modulo Ruolo delle tensioni di fili ideali e delle reazioni vincolari delle superfici d’appoggio nella dinamica del punto Moto su un piano inclinato Dinamica del punto Attrito radente statico e dinamico: moto in presenza di attriti Coppie di corpi interagenti: forze di contatto Coppie di corpi collegati mediante corde ideali (p. e. macchina di Atwood e varianti) Dinamica del moto circolare uniforme Lavoro e potenza 3° Modulo Saper rappresentare il diagramma delle forze relativo a una coppia di punti materiali collegati mediante un filo ideale, in assenza o in presenza di attrito radente (p. e. corpo A appoggiato a un piano inclinato e collegato mediante filo ideale a un contrappeso B) Saper impostare, nei casi più semplici, l’equazione o il sistema di equazioni risolventi un problema con punti materiali collegati da fili ideali e saper calcolare il valore di un parametro in funzione degli altri Saper riconoscere il legame tra variazione di energia cinetica e lavoro complessivamente svolto su un corpo Teorema dell’energia cinetica (ripresa e potenziamento) Saper risolvere semplici problemi di dinamica del punto, tra i quali anche i casi standard in cui si produca moto circolare uniforme (pendolo conico e simili) Saper calcolare l’energia cinetica di un corpo e le sue eventuali variazioni Energia cinetica di traslazione Energia meccanica Saper rappresentare il diagramma delle forze relativo a un punto materiale, riconoscendo in particolare eventuali reazioni vincolari e attriti radenti Forze conservative Energia potenziale relative alla forza peso e alla forza elastica Conservazione dell’energia meccanica Variazione dell’energia meccanica e lavoro delle forze dissipative Saper risolvere, mediante l’applicazione del principio di conservazione dell’energia meccanica, semplici problemi relativi un punto materiale sottoposto a forze puramente conservative Saper risolvere semplici problemi relativi a sistemi non conservativi Sistemi di particelle e centro di massa 4° Modulo Moto del centro di massa Quantità di moto Quantità di moto di una particella e di un sistema di particelle Principio di conservazione della quantità di moto e sua relazione con le leggi della dinamica Impulso e teorema dell’impulso Urti elastici e anelastici 11 Saper calcolare le quantità di moto (e relative variazioni) di una o più particelle (come vettori) Saper calcolare in casi geometricamente semplici la collocazione del centro di massa di un sistema Saper risolvere semplici problemi relativi alla conservazione della quantità di moto di un sistema agganciandola eventualmente alla conservazione/dissipazione di energia meccanica (p. e. pendolo balistico) 5° Modulo Cinematica rotazionale: grandezze caratteristiche Dinamica rotazionale e conservazione del momento angolare Moto rotatorio con velocità angolare costante e moto rotatorio con accelerazione angolare costante (equazioni) Momento di una forza rispetto a un asse Momento d’inerzia di un corpo rispetto a un asse Legge fondamentale della dinamica di rotazione Saper operare con le grandezze angolari in analogia con quelle lineari Saper calcolare il momento meccanico risultante agente su un corpo rigido con asse fisso, note che siano le forze applicate Saper risolvere semplici problemi di dinamica nei quali parte del sistema da studiare sia un corpo rigido con asse fisso (carrucole pesanti) Saper risolvere semplici problemi relativi alla conservazione del momento angolare 8° Modulo 7° Modulo 6° Modulo Momento angolare e sua conservazione Gravitazione Temperatura e calore Teoria cinetica dei gas Leggi di Keplero Legge di gravitazione universale di Newton Massa inerziale e massa gravitazionale Massa della Terra Satelliti artificiali Concetto di campo e linee di forza Definizione di campo gravitazionale Lavoro della forza gravitazionale Energia potenziale gravitazionale Energia e momento angolare nel moto di satelliti e pianeti (cenni) Temperatura e sua misura. Scale termometriche Leggi dei gas; equazione di stato dei gas perfetti Scala assoluta di temperature Dilatazione termica nei solidi e nei liquidi Principio dell’equilibrio termico Calore, capacità termica e calore specifico Fusione, solidificazione e calore latente di fusione Propagazione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento Modello a particelle indipendenti Pressione e velocità molecolare Energia cinetica e temperatura Energia interna di un gas perfetto Teorema dell’equipartizione dell’energia Saper giustificare la validità della legge di gravitazione universale a partire dalle leggi di Keplero. Saper utilizzare le equazioni del moto circolare uniforme per analizzare il moto di un satellite in orbita stabile Saper calcolare e rappresentare correttamente il campo gravitazionale terrestre Saper correlare almeno qualitativamente, in un sistema conservativo, la variazione di energia potenziale gravitazionale e la variazione dell’energia cinetica Saper convertire una temperatura da una scala all’altra Saper risolvere semplici problemi sui gas perfetti mediante l’utilizzo dell’equazione di stato Saper calcolare la temperatura di equilibrio di due o più sistemi di capacità termica e temperature iniziali note, posti a contatto e isolati dall’ambiente esterno Saper stabilire lo stato finale di una miscela acqua-ghiaccio, di masse e temperature iniziali note Saper utilizzare il modello per stimare la velocità media (traslazionale) di una molecola di gas a temperatura nota Saper utilizzare nella risoluzione di semplici problemi la relazione tra massa molare o molecolare , massa totale del gas e numero di moli (tra costante universale dei gas, costante di Boltzmann e numero di Avogadro) Saper calcolare l’energia cinetica molecolare media e l’energia complessiva di un gas ideale. 12 Classi QUARTE Conoscenze Competenze 1° Modulo Equivalenza tra calore e lavoro Lavoro durante una trasformazione termodinamica Primo principio della termodinamica Primo principio della termodinamica Capacità molare a volume costante e a pressione costante Trasformazione adiabatica di un gas perfetto: equazioni di Poisson Saper riconoscere e rappresentare (sia algebricamente che graficamente) le variabili che identificano lo stato termodinamico e le trasformazioni elementari dei gas: isoterme, isobare, isocore, adiabatiche (reversibili) Saper calcolare variazione di energia interna, calore scambiato e lavoro eseguito da un quantitativo noto di gas perfetto durante una delle trasformazioni sopra elencate Saper dedurre tutti i valori dei parametri di stato in un ciclo termodinamico semplice quando ne sia nota solo una parte Descrivere il principio di funzionamento di una macchina termica. 2° Modulo Irreversibilità dei processi naturali Secondo principio della termodinamica Secondo principio della termodinamica Macchine termiche operanti tra due temperature e limite superiore del loro rendimento Macchine frigorigene operanti tra due temperature e limite superiore della loro efficienza Descrivere il bilancio energetico di una macchina termica. Saper risolvere semplici problemi sulle macchine termiche in cui sia richiesto l’utilizzo della relazione tra rendimento, temperature tra le quali la macchina opera, lavoro prodotto e calore assorbito Saper risolvere semplici problemi sulle macchine frigorigene in cui sia richiesto l’utilizzo della relazione tra efficienza, temperature tra le quali la macchina opera, calore estratto e lavoro assorbito Oscillazioni e onde: grandezze caratteristiche e classificazione 3° Modulo Onde armoniche su una corda tesa Velocità di propagazione di un’onda su una corda tesa Oscillazioni e onde meccaniche Principio di sovrapposizione Interferenza Descrivere la propagazione di onde su corde e molle. Saper ricavare dall’equazione dell’onda le sue caratteristiche (ampiezza, frequenza, lunghezza d’onda, velocità di propagazione) Individuare i punti di interferenza costruttiva e distruttiva Onde stazionarie Ampiezza ed energia di un’onda armonica Definire le grandezze caratteristiche del suono. Proprietà elastiche di un mezzo 4° Modulo Onde sonore e velocità del suono Frequenza e acutezza. Ultrasuoni e infrasuoni Suono Interferenza del suono Battimenti Analizzare la velocità di propagazione del suono in relazione alle caratteristiche fisiche del mezzo in cui si propagano. Saper risolvere semplici problemi sull’effetto Doppler, distinguendo correttamente tra velocità di avvicinamento e velocità di allontanamento (della sorgente e/o del rilevatore) Descrivere il fenomeno dei battimenti e calcolarne la frequenza del battimento Risonanza acustica Effetto Doppler Definire il livello di intensità sonora. Onde stazionarie nei tubi Descrivere il fenomeno dell’eco. 13 5° Modulo Principio di Huygens-Fresnel Ottica fisica Esperienza di Young delle due fenditure Interferenza Analizzare l’esperimento delle due fenditure Formulare le condizioni per osservare l’interferenza costruttiva e distruttiva Determinare la lunghezza d’onda Diffrazione Saper risolvere problemi elementari sull’interazione tra cariche elettriche puntiformi Fenomeni elettrostatici elementari 6° Modulo La legge di Coulomb Il campo elettrico Elettrostatica: cariche e campi Saper rappresentare sia graficamente che algebricamente il campo generato da una carica puntiforme Il teorema di Gauss Campi elettrici generati da distribuzioni di carica con particolari simmetrie Applicare il principio di sovrapposizione per determinare il vettore campo elettrico risultante da una distribuzione di cariche puntiformi 7° Modulo Lavoro della forza elettrica e conservatività del campo elettrico Il potenziale elettrico e condensatori Confrontare la forza elettrica con quella gravitazionale Utilizzare il teorema di Gauss per calcolare flussi e/o campi elettrici generati da semplici distribuzioni di carica Usare il potenziale per determinare il lavoro della forza elettrica o le variazioni di energia cinetica di una carica in movimento in un campo elettrico semplice. Relazione tra campo e potenziale Illustrare la relazione tra campo e potenziale elettrico Proprietà elettrostatiche di un conduttore carico in equilibrio elettrostatico Calcolare il potenziale di una distribuzione nota di cariche puntiformi Capacità elettrica e condensatori Giustificare le proprietà di un conduttore carico in equilibrio elettrostatico Energia immagazzinata in un condensatore Valutare l’energia immagazzinata in un condensatore e la sua densità Collegamenti tra condensatori Saper calcolare la capacità equivalente di un sistema semplice di condensatori 14 Classi QUINTE Conoscenze Competenze Saper risolvere problemi elementari sull’interazione tra cariche elettriche puntiformi 1° Modulo Fenomeni elettrostatici elementari: La legge di Coulomb Saper rappresentare sia graficamente che algebricamente il campo generato da una carica puntiforme Il campo elettrico Cariche elettriche e Il teorema di Gauss campi elettrici Campi elettrici generati da distribuzioni di carica con particolari simmetrie Lavoro della forza elettrica e conservatività del campo elettrico 2° Modulo Potenziale elettrico Utilizzare il teorema di Gauss per calcolare flussi e/o campi elettrici generati da semplici distribuzioni di carica Usare il potenziale per determinare il lavoro della forza elettrica o le variazioni di energia cinetica di una carica in movimento in un campo elettrico uniforme o generato da una carica. Calcolare il potenziale di una distribuzione nota di cariche puntiformi Proprietà elettrostatiche di un conduttore carico in equilibrio elettrostatico Giustificare le proprietà di un conduttore carico in equilibrio elettrostatico Capacità elettrica e condensatori Valutare l’energia immagazzinata in un condensatore e la sua densità Energia in un condensatore Saper calcolare la capacità equivalente di un sistema semplice di condensatori Collegamenti tra condensatori Intensità di corrente Distinguere i collegamenti di conduttori in serie e in parallelo e le diverse componenti di un circuito elettrico (nodi, maglie, rami, generatori, resistenze,..) Generatore ideale di tensione 3° Modulo Applicare il principio di sovrapposizione per determinare il vettore campo elettrico risultante da una distribuzione di cariche puntiformi Illustrare la relazione tra campo e potenziale elettrico Relazioni tra campo elettrico e potenziale elettrico Potenziale elettrico e condensatori Confrontare la forza elettrica con quella gravitazionale Le leggi di Ohm Circuiti in corrente continua La potenza nei conduttori Calcolare la resistenza equivalente di un semplice sistema di resistenze in serie e/o in parallelo Circuiti con resistori Applicare le leggi di Ohm e le leggi di Kirchhoff La resistenza interna di un generatore di f.e.m. Calcolare la potenza dissipata in un conduttore per effetto Joule Le leggi di Kirchhoff Comprendere il ruolo della resistenza interna di un generatore 15 Confrontare le caratteristiche del campo magnetico e del campo elettrico Saper determinare intensità, direzione, verso della forza agente su una carica in moto Saper analizzare il moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme Calamite e fenomeni magnetici Forze e momenti agenti su conduttori percorsi da correnti Determinare l’intensità della forza che si manifesta tra fili paralleli percorsi da corrente e su un filo percorso da corrente immerso in un campo magnetico assegnato Campi magnetici generati da correnti elettriche Giustificare il funzionamento del motore a corrente continua Circuitazione e flusso del campo magnetico Individuare intensità, direzione, verso del campo magnetico generato da fili rettilinei e da solenoidi percorsi da corrente 4° Modulo Forza di Lorentz Campo magnetico Verificare la legge di Ampère nel caso semplice di un filo rettilineo percorso da corrente e una linea di campo come circuito Utilizzare la legge di Ampère per determinare il campo magnetico in un solenoide 5° Modulo I fenomeni dell’induzione elettromagnetica Identificare le modalità di variazione del flusso di campo magnetico La legge dell’induzione di FaradayL’induzione Neumann elettromagnet L’autoinduzione ica Energia in un induttore Determinare il verso della corrente indotta e la polarità della f.e.m. indotta in situazioni standard Calcolare l'energia in un induttore e la sua densità Giustificare il funzionamento dell’alternatore L’alternatore Illustrare le simmetrie presenti nelle equazioni di Maxwell 6° Modulo Campi elettrici indotti Le equazioni Legge di Ampère-Maxwell di Maxwell e Le equazioni di Maxwell le onde elettromagnet Sintesi sulla generazione, iche propagazione, spettro delle onde elettromagnetiche 16 Giustificare l’introduzione della corrente di spostamento. Ridurre le equazioni di Maxwell al caso di assenza di cariche e correnti nel vuoto oppure al caso statico Descrivere la produzione e la propagazione delle onde elettromagnetiche 7° Modulo Distinguere i sistemi di riferimento inerziali e non inerziali Riconoscere le contraddizioni tra la meccanica newtoniana e l’elettromagnetismo Sistemi di riferimento La relatività ristretta Formulare i principi di base della teoria della relatività Relatività di Einstein Conseguenze dei postulati di Einstein Esporre le differenze nei concetti di spazio e tempo in ambito newtoniano e relativistico Risolvere semplici problemi di cinematica relativistica Applicare le trasformazioni di Lorentz 8° Modulo Descrivere i livelli energetici dell’atomo di idrogeno Gli spettri atomici Distinguere lo spettro continuo da quello a righe La radiazione termica e il quanto di Planck Formulare le leggi di Stefan-Boltzmann e Wien L’effetto fotoelettrico e il fotone di Origine della Einstein teoria dei L’effetto Compton e la quantità di quanti moto del fotone Riconoscere l’ipotesi di Planck del quanto d’azione Descrivere l’effetto fotoelettrico Dedurre l’effetto Compton dalla conservazione dell’energia e quantità di moto Primi modelli atomici Analizzare l’esperimento di Rutherford L’atomo di Bohr Esporre i postulati di Bohr Descrivere i limiti e gli sviluppi dei primi modelli atomici METODI E STRUMENTI DI INSEGNAMENTO Il metodo di insegnamento per l'approccio ai vari argomenti parte da un modello frontale, adeguandosi di volta in volta alle possibilità ed alle esigenze della classe. In riferimento agli obiettivi sopra indicati per la Fisica, si sceglie di: a) valorizzare l’approccio istintivo e puramente intuitivo, tipico dell’adolescente, soprattutto nella fase iniziale dello studio della disciplina, avendo cura di sviluppare insieme abilità osservative e prime semplici sintesi formali; b) privilegiare gradatamente l’approccio sistematico, con particolare attenzione al rigore logicomatematico; c) approfondire, per quanto è possibile, il carattere storico della disciplina, evidenziando quei problemi che hanno innescato le principali ricerche, soprattutto in relazione a nuovi campi di indagine e a nuovi capitoli della conoscenza; ripercorrere, inoltre, lo sviluppo di certi concetti 17 fondamentali, per mostrare come, nell'evolversi della Fisica, certe domande siano continuamente riecheggiate, riproponendosi via via in modi nuovi; d) approfondire la dimensione sperimentale, compatibilmente con le esigenze di orario e di programma e la disponibilità del laboratorio di Fisica dell'istituto, realizzando esperimenti abbastanza articolati, in cui sia già individuata o possa essere individuabile un'ipotesi teorica da verificare, che conducano a risultati possibilmente quantitativi e quindi da elaborare; e) svolgere esercizi e risolvere problemi, allo scopo di ragionare sul procedimento seguito, discutere il risultato, soffermarsi sugli errori compiuti, ideare strade alternative per giungere alla soluzione. f) far emergere i principali e più significativi tentativi di unificazione realizzati nel cammino della fisica (sintesi newtoniana della meccanica classica, sintesi maxwelliana di elettromagnetismo ed ottica ...); g) collegare lo sforzo ed i risultati della ricerca fisica al problema della conoscenza in generale. VERIFICHE E VALUTAZIONE La valutazione del raggiungimento degli obiettivi di apprendimento può avvenire mediante: 1. Prove non strutturate: sono le prove tradizionali quali l'interrogazione, il compito scritto con problemi, la relazione. 2. Prove strutturate: sono i quesiti: vero/falso, corrispondenze, scelta multipla, completamento. 3. Prove semistrutturate: sono i quesiti che richiedono una risposta con particolari vincoli dettati sia dal contesto che dalla richiesta (ad esempio i quesiti “risposta breve” della terza prova dell’esame di stato, esercizi che richiedono procedure univoche). 4. Controlli e osservazioni: controllo sull’impegno (rispettare le consegne domestiche, prestare attenzione alle lezioni, prendere appunti); osservazioni sulla partecipazione attiva (interventi significativi sugli argomenti, proposte originali e alternative di soluzione ai problemi proposti e in genere con ogni forma di collaborazione). Le prove di verifica saranno proposte nella modalità che il docente ritiene più adatta al percorso di apprendimento in ciascuna classe. La presenza di prove in forma scritta valide per l'orale, non andrà a diminuire l'attenzione sull'esposizione orale. Il dipartimento di matematica e fisica ha concordato il numero minimo di verifiche da svolgere: tre per il trimestre (Settembre – Dicembre) e tre per il pentamestre (Gennaio – Giugno), ferma restando la libertà di ogni insegnante di potenziare tale numero alla luce di particolari necessità didattiche. Nell'articolare le prove di valutazione si procederà ad assegnare quesiti di tipo diverso, finalizzati ad appurare: 1. la conoscenza degli argomenti trattati in classe; 2. l'assimilazione delle competenze corrispondenti; 3. la capacità di rielaborare criticamente i contenuti proposti. La griglia allegata permetterà di esprimere la valutazione. I compiti scritti corretti vengono riconsegnati di norma entro 15 (quindici) giorni. Quanto alle interrogazioni, la valutazione viene comunicata immediatamente o nei giorni successivi alla prova stessa. La valutazione conclusiva, ai fini degli scrutini, si baserà sui risultati delle prove; per il conseguimento della sufficienza si richiede il raggiungimento degli standard minimi della classe frequentata. 18 ATTIVITA’ DI RECUPERO Il dipartimento ritiene che le attività di recupero, in aggiunta a quelle svolte in itinere, possano essere efficaci se tempestivamente attivate durante l’intero percorso didattico e in tal modo raccordate strettamente con lo svolgimento del programma. Propone pertanto che gli interventi, in particolare quelli in orario extracurricolare, partano con un certo anticipo rispetto alla chiusura trimestrale appena vi siano evidenti lacune su contenuti irrinunciabili. Si potrà così evitare che l’attività didattica ordinaria e l’apprendimento degli alunni nel secondo periodo siano condizionati dall’attesa del recupero sugli argomenti del primo trimestre e che il lavoro complessivo degli studenti in difficoltà, per quanto intenso, sia eccessivamente appesantito. SCANSIONE TEMPORALE IN MODULI CLASSI TERZE Trimestre (Settembre-Dicembre) 1. FORZE E MOTI (richiami e approfondimenti) Ripasso delle leggi della dinamica del punto materiale. Applicazione delle leggi ad alcuni tipi di forze (peso, attrito, elasticità, forze vincolari,...). Applicazioni: dinamica del moto parabolico, del circolare uniforme. 2. SISTEMI DI RIFERIMENTO Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali Principio di relatività galileiana Trasformazioni di Galileo Forze inerziali in un sistema di riferimento accelerato: forze di trascinamento, centrifuga 3. ENERGIA MECCANICA (richiami e approfondimenti) Lavoro e potenza Energia cinetica di traslazione e di rotazione Teorema dell’energia cinetica Forze conservative Energia potenziale della forza peso e della forza elastica Conservazione dell’energia meccanica Variazione dell’energia meccanica e lavoro delle forze dissipative 4. LA QUANTITÀ DI MOTO Conservazione della massa Impulso e quantità di moto Conservazione della quantità di moto e leggi della dinamica Elementi di dinamica dei sistemi di particelle Urti elastici e anelastici Pentamestre (Gennaio-Giugno) 5. CINEMATICA E DINAMICA ROTAZIONALE Cinematica rotazionale Momento di una forza e momento d’inerzia Legge fondamentale della dinamica di rotazione Rotolamento di un corpo rigido. Momento angolare e sua conservazione 19 6. GRAVITAZIONE Brevi cenni storici (Leggi di Keplero, Galileo e la nascita dell’astronomia moderna) Legge di gravitazione universale di Newton Massa inerziale e massa gravitazionale Applicazioni al moto dei satelliti Lavoro della forza gravitazionale Energia potenziale gravitazionale Energia e momento angolare nel moto di satelliti e pianeti 7. DINAMICA DEI FLUIDI Moto di un fluido ed equazione di continuità Teorema di Bernoulli Moto di un corpo in un fluido viscoso 8. TEMPERATURA E CALORE (richiami e approfondimenti) Temperatura e sua misura. Scale termometriche Dilatazione termica nei solidi e nei liquidi Principio dell’equilibrio termico Calore, capacità termica e calore specifico Propagazione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento Cambiamenti di fase e calori latenti Influenza della pressione sui punti fissi 9. TEORIA CINETICA DEI GAS Leggi dei gas perfetti Equazione di stato dei gas perfetti Modello a particelle indipendenti Pressione e velocità molecolare Energia cinetica e temperatura Energia interna di un gas perfetto Teorema dell’equipartizione dell’energia Gas reali. Liquefazione dei gas e isoterma critica CLASSI QUARTE Trimestre (Settembre-Dicembre) 1. PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Equivalenza tra calore e lavoro Lavoro durante una trasformazione termodinamica Primo principio della termodinamica Capacità termica a volume costante e a pressione costante Capacità molari e calori specifici; revisione critica del teorema dell’equipartizione dell’energia Trasformazione adiabatica di un gas perfetto 2. SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Trasformazioni reversibili e irreversibili Teorema e ciclo di Carnot Secondo principio della termodinamica negli enunciati di Clausius e Kelvin Rendimento delle macchine termiche Definizione di entropia e calcolo delle sue variazioni in alcune trasformazioni particolari Secondo principio della termodinamica e variazioni di entropia Significato dell’entropia 3. OSCILLAZIONI E ONDE MECCANICHE Revisione dei moti circolare e armonico Energia di un oscillatore armonico 20 Rappresentazione matematica delle onde armoniche Onde stazionarie Pentamestre (Gennaio-Giugno) 4. IL SUONO Altezza, timbro ed intensità dei suoni Interferenza e diffrazione di onde sonore Effetto Doppler 5. OTTICA FISICA Esperienza di Young delle due fenditure Interferenza Diffrazione Reticoli di diffrazione 6. CARICHE ELETTRICHE E CAMPI ELETTRICI Fenomeni elettrostatici elementari La legge di Coulomb Il campo elettrico Il teorema di Gauss Campi elettrici generati da distribuzioni simmetriche di carica 7. POTENZIALE ELETTRICO Energia potenziale elettrica Il potenziale elettrico Relazioni tra campo e potenziale elettrico Proprietà elettrostatiche di un conduttore Capacità e condensatori Energia immaganizzata in un condensatore Collegamenti tra condensatori CLASSI QUINTE Trimestre (Settembre-Dicembre) 1. CARICHE ELETTRICHE E CAMPI ELETTRICI Fenomeni elettrostatici elementari La legge di Coulomb Il campo elettrico Il teorema di Gauss Campi elettrici generati da distribuzioni simmetriche di carica 2. POTENZIALE ELETTRICO Energia potenziale elettrica Il potenziale elettrico Relazioni tra campo e potenziale elettrico Proprietà elettrostatiche di un conduttore Capacità e condensatori Energia immaganizzata in un condensatore Collegamenti tra condensatori 3. CIRCUITI IN CORRENTE CONTINUA Intensità di corrente Il generatore ideale di tensione continua Le leggi di Ohm La potenza nei conduttori 21 Circuiti con resistori La resistenza interna di un generatore Le leggi di Kirchoff 4. IL CAMPO MAGNETICO Calamite e fenomeni magnetici L’intensità del campo magnetico La forza di Lorentz Forze e momenti su conduttori percorsi da corrente Campi magnetici generati da correnti elettriche Circuitazione e flusso del campo magnetico Pentamestre (Gennaio-Giugno) 5. INDUZIONE ELETTROMAGNETICA Fenomeni dell’induzione elettromagnetica La legge di Faraday-Neumann La legge di Lenz L’autoinduzione Energia immagazzinata in un induttore L’alternatore I circuiti in corrente alternata Il trasformatore 6. EQUAZIONI DI MAXWELL E LE ONDE ELETTROMAGNETICHE Campi elettrici indotti La legge di Ampère-Maxwell Le equazioni di Maxwell Le onde elettromagnetiche Lo spettro elettromagnetico 7. RELATIVITÀ RISTRETTA I sistemi di riferimento La relatività di Einstein Conseguenze: il ritardo degli orologi in movimento Le trasformazioni di Lorentz La contrazione delle lunghezze Effetto doppler relativistico (facoltativo) Quantità di moto ed energia realativistica (facoltativo) Sintesi sulla relatività generale (facoltativo) 8. ORIGINE DELLA TEORIA DEI QUANTI Gli spettri atomici La radiazione termica e il quanto di Planck L’effetto fotoelettrico e il fotone di Einstein L’effetto Compton Il modello atomico di Rutherford L’atomo di Bohr La scansione temporale dei contenuti sopra riportata è da intendersi come essenzialmente indicativa ferma restando la possibilità del singolo docente di anticipare o posticipare il confronto con questo o quel tema, secondo le necessità didattiche della classe o il proprio convincimento professionale. 22 Griglia di valutazione di Matematica-Informatica-Fisica INDICATORI DESCRITTORI CONOSCENZE Acquisizionedeicontenuti disciplinari COMPETENZE Utilizzazione delle conoscenze acquisite CAPACITA' Rielaborazione delle conoscenze acquisite Livello risultato Descrittori livello risultato Voto in decimi Nullo Nessun elemento significativo per formulare un giudizio. 1 Quasi nullo Assenza dei contenuti minimi, gravi e numerosi errori nella comunicazione. 2 Insufficiente molto grave Scarsa conoscenza degli argomenti fondamentali, comprensione molto limitata dei concetti, mancanza di applicazione delle pochissime conoscenze, moltissimi errori nella produzionee nella comunicazione. 3 Insufficiente grave Conoscenza carente e frammentaria degli argomenti fondamentali, comprensione limitata dei concetti, difficoltà nell’applicazione delle conoscenze, numerosi errori nella produzione e nella comunicazione.. 4 Insufficiente Conoscenza incompleta e superficiale degli argomenti fondamentali, comprensione parziale dei concetti, incertezza nell’applicazione delle conoscenze, errori nella produzione e nella comunicazione. 5 Sufficiente Conoscenza sostanziale degli argomenti fondamentali, comprensione e applicazione corrette dei concetti e delle conoscenze, seppur con qualche imprecisione, produzione essenziale e semplice. 6 Discreto Conoscenza abbastanza sicura degli argomenti, comprensione e applicazione corrette dei concetti e delle conoscenze. Produzione chiara e corretta. Rielaborazione solo in parte autonoma. 7 Buono Conoscenza sicura e completa degli argomenti, comprensione e applicazione corrette e precise dei concetti e delle conoscenze, produzione chiara e accurata, rielaborazione autonoma. 8 Ottimo/Eccellente Conoscenza ampia e completa degli argomenti, comprensione e applicazione corrette e precise dei concetti e delle conoscenze, produzione articolata e accurata, rielaborazione autonoma ed esauriente. Conoscenza completa e approfondita degli argomenti, comprensione e applicazione corrette ed efficaci dei concetti e delle conoscenze. Produzione articolata, accurata e originale, capacità rielaborativa anche di problemi complessi. 23 9 10
