LICEO SCIENTIFICO “PRINCIPE UMBERTO DI SAVOIA” – CATANIA
Programma svolto
SCIENZE NATURALI
Anno scolastico 2013 - 2014
Classe V sezione D
Docente: Prof. Italia Margani
Libro di testo: Pignocchino Feyles C., Neviani I. “Geografia generale” IV edizione - SEI.
Unità 1) Osservare il cielo
La posizione della terra nell’Universo. La sfera celeste e le costellazioni. Gli elementi di riferimento della
sfera celeste: elementi di riferimento universali e per l’osservatore. Le coordinate astronomiche: coordinate
equatoriali; cenni sulle coordinate altazimutali. I movimenti apparenti degli astri sulla sfera celeste. La luce
messaggera dell’Universo: cenni su radiazioni elettromagnetiche; relazioni tra energia, frequenza e lunghezza
d’onda. Gli strumenti per osservare il cielo. La spettroscopia: spettri di emissione continui, a righe, di
assorbimento; gli spettri dei corpi celesti.
- SCHEDA: I moti diurni delle stelle a latitudini diverse.
- SCHEDA: Le leggi del corpo nero.
Unità 2) Alla scoperta delle stelle
Le stelle: unità di misura (unità astronomica, anno luce, parsec) e metodi di misura (parallasse) delle distanze
in astronomia. Luminosità delle stelle: luminosità apparente ed assoluta; la magnitudine apparente e la
magnitudine assoluta. L’analisi spettrale della luce delle stelle. Composizione chimica. Temperatura. Effetto
Doppler e gli spettri delle stelle. Volume, massa e densità delle stelle. Diagramma di Hertzsprung-Russel.
Relazione tra massa e luminosità nella sequenza principale. Interpretazione del diagramma H-R.
- SCHEDA: Le stelle variabili.
Unità 3) Nascita, vita e morte delle stelle
Le forze che agiscono nelle stelle. Le reazioni di fusione nucleare nelle stelle. La nascita delle stelle. Le stelle
della sequenza principale. Dalla sequenza principale alle giganti rosse. Le stelle più piccole muoiono come
nane bianche. Le stelle più massicce diventano supernovae. Formazione di stelle a neutroni e buchi neri. Le
stelle modificano la composizione dell’Universo.
- SCHEDA: La fusione nucleare delle stelle.
- SCHEDA: Le novae.
- SCHEDA: Le pulsar.
Unità 4) Le galassie e l’Universo
Le galassie. I movimenti delle galassie. Classificazione delle galassie: forma; galassie attive. La nostra
galassia: la via Lattea. Gli ammassi di galassie: aperti e globulari. Il red shift delle galassie e l’espansione
dell’Universo. Le ipotesi cosmologiche. L’origine dell'Universo secondo la teoria del big bang. Le prove a
favore del big bang. Le possibili evoluzioni dell’Universo.
- SCHEDA: Perché la notte è buia?
Unità 5) Il sistema solare
Caratteristiche generali del sistema solare. L’origine del Sistema Solare. Indizi e prove sull’origine del
sistema solare. Il Sole: caratteristiche generali, struttura, attività. Il moto dei pianeti. Leggi di Keplero. La
spiegazione delle leggi di Keplero, secondo Newton.
Unità 6) L’esplorazione del sistema solare
Pianeti terrestri e gioviani: caratteristiche e differenze fisico–chimiche; atmosfera e temperatura superficiale.
Descrizione dei pianeti con i loro principali satelliti. I pianeti nani. Asteroidi, meteore, meteoriti. Comete.
Unità 7) Il pianeta Terra
La Terra nel sistema solare. La Terra è un pianeta dinamico. Interno della Terra. La forma della Terra.
Relazione tra forza di gravità e forma della Terra. La rappresentazione della forma della Terra. Il reticolo
geografico e le coordinate geografiche.
- SCHEDA: La legge di Newton e il valore di g.
- SCHEDA: La scoperta della forma della Terra.
- SCHEDA: Il calcolo di Eratostene e la misura della circonferenza terrestre
Unità 8) I movimenti della Terra
Il sistema dei moti terrestri. Moto di rotazione: velocità angolare e lineare; prove fisiche; conseguenze
(alternarsi del dì e della notte; moto apparente della sfera celeste; la forza centrifuga e le variazioni
dell’accelerazione di gravità; la forza di Coriolis). Moto di rivoluzione: la posizione del circolo di
illuminazione; cenni sulle prove; conseguenze (giorno solare e giorno sidereo; moto apparente del Sole sullo
sfondo dello zodiaco. Le stagioni astronomiche: le cause e i loro effetti sulla Terra. Le zone astronomiche del
globo terrestre. I moti millenari della Terra: cenni su nutazioni, precessione degli equinozi, variazione
dell'eccentricità dell'orbita, mutamento dell'inclinazione dell'asse terrestre.
- SCHEDA: Le prove fisiche della rotazione terrestre.
- SCHEDA: La prova del moto di rivoluzione: l’aberrazione stellare (cenni).
Unità 9) Misure di spazio e tempo
Orientarsi sulla Terra: i punti cardinali. La misura del tempo: la durata del giorno sidereo e solare. Il tempo
civile: il sistema orario convenzionale (i fusi orari); la linea del cambiamento di data; la durata dell’anno
sidereo, solare e civile; l’anno bisestile.
Unità 10) La Luna
La Luna e la Terra. Caratteristiche fisiche della Luna. Guardando la Luna: mari, altopiani, rilievi, crateri. La
struttura interna della Luna. Ipotesi sull'origine della Luna. Movimenti della Luna: moto di rotazione, moto di
rivoluzione, moto di traslazione. Fasi lunari. Eclissi.
- SCHEDA: Storia geologica della Luna
Unità 11) I minerali
Che cosa è un minerale. La struttura dei minerali: cristallina e amorfa; polimorfismo. Proprietà fisiche dei
minerali. La composizione chimica dei minerali e classificazione dei minerali. I silicati, i minerali più
abbondanti. La genesi dei minerali.
Unità 12) Le rocce magmatiche
Che cosa sono le rocce e il loro studio. Classificazione delle rocce in base alla loro origine: rocce
magmatiche, sedimentarie, metamorfiche. Il processo magmatico: rocce intrusive, effusive, ipoabissali. La
struttura delle rocce magmatiche: struttura macrocristallina, microcristallina, vetrosa, porfirica. La
composizione delle rocce magmatiche. La classificazione delle rocce magmatiche: sialiche e femiche;
intrusive ed effusive. Dualismo e cristallizzazione dei magmi.
Unità 13) Le rocce sedimentarie e metamorfiche
Il processo sedimentario: degradazione ed erosione, trasporto, sedimentazione, diagenesi. La classificazione
delle rocce sedimentarie: rocce da degradazione fisica (detritiche o clastiche) e da degradazione chimica (di
origine chimica e organica). La struttura e le caratteristiche delle rocce sedimentarie. Il processo
metamorfico. Vari gradi di metamorfismo. La classificazione delle rocce metamorfiche. La struttura e la
composizione delle rocce metamorfiche. Il ciclo delle rocce o ciclo litogenetico.
Unità 14) I fenomeni vulcanici
Vulcani e plutoni: manifestazioni diverse di uno stesso processo. Genesi dei magmi. Comportamento dei
magmi. I corpi magmatici intrusivi o plutoni: i filoni (filoni-strato e dicchi). I vulcani: struttura; eruzione
lineare o centrale. Eruzioni vulcaniche: cause; differenze tra vari tipi di eruzioni vulcaniche (prodotti,
periodicità. tipo di attività). I prodotti dell’attività vulcanica: magma e lava; piroclasti; gas. La struttura dei
vulcani centrali: vulcani a scudo, stratovulcani, coni di scorie, caldere. Diversi tipi di eruzione: hawaiane,
stromboliane, vulcaniane, pelane, freatiche, lineari. Il vulcanesimo secondario: sorgenti termali, solfatare,
fumarole e mofete, soffioni boraciferi, geyser, salse vulcaniche. Attività vulcanica in Italia: province
magmatiche che comprendono vulcani attivi e inattivi. Il pericolo e il rischio vulcanico.
- SCHEDA: Le lave forma e struttura.
Unità 15) I fenomeni sismici
I terremoti e le loro cause. Distribuzione geografica dei terremoti tettonici. La teoria del rimbalzo elastico. Le
faglie attive. Le onde sismiche: onde P, S e L. Il rilevamento delle onde sismiche: sismografi e sismogrammi.
Come si localizza un terremoto: la posizione dell’epicentro; la posizione dell’ipocentro. Intensità e
magnitudo dei terremoti: scala Mercalli e Richter. e relative caratteristiche. La prevenzione antisismica:
previsione dei terremoti e rischio simico. Il rischio sismico in Italia.
- SCHEDA: I maremoti.
- SCHEDA: Faglie attive in Italia.
Unità 16) La struttura e le caratteristiche fisiche della Terra
Come si studia l’interno della Terra: il metodo; la densità della Terra; lo studio delle onde sismiche. Superfici
di discontinuità: discontinuità di Mohorovicic, Gutenberg e Lehmann. Il modello della struttura interna della
Terra: crosta, mantello, nucleo; la tomografia sismica. Calore interno e flusso geotermico: l’origine del calore
interno della Terra. Campo magnetico terrestre: caratteristiche; molte rocce generano un campo magnetico
locale; variazioni del campo magnetico nel tempo; studio del paleomagnetismo.
- SCHEDA: Massa e densità della Terra (cenni).
- SCHEDA: L’energia geotermica.
Unità 17) Tre teorie per spiegare la dinamica della litosfera
Isostasia. La teoria della deriva dei continenti. La teoria dell’espansione dei fondali oceanici: la morfologia
dei fondali (dorsali, pianure abissali, fosse e archi vulcanici); l’esplorazione dei fondali; la teoria
dell’espansione dei fondali oceanici; il paleomagnetismo. La teoria della tettonica delle zolle: le
caratteristiche delle zolle; margini divergeni; margini convergenti (collisione tra litosfera continentale e
oceanica; tra due porzioni di litosfera oceanica; tra due porzioni di litosfera continentale); margini
conservativi. Il motore della tettonica delle zolle. I punti caldi. Tettonica delle zolle e attività endogena
sismica e vulcanica.
- SCHEDA: La subsidenza ha diverse cause.
- SCHEDA: Prove della deriva dei continenti.
Catania, 04.06.2014
Gli alunni
Prof. Italia Margani
