Liceo Scientifico statale “Farnesina”

L I C E O S T A T A L E “FARNESINA” - ROMASEZIONE SCIENTIFICA NUOVO ORDINAMENTO
Anno scolastico 2015/2016
FISICA Classe V
PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE (Linee guida)
I PERIODO (TRIMESTRE )
CONOSCENZE
 Ripasso e completamento programma classe quarta
A. ELETTROMAGNETISMO
U.D.1: Induzione elettromagnetica
 F.e.m. indotta
 Flusso di campo magnetico
 Leggi di Faraday-Neumann- Lenz
 Autoinduzione e la mutua induzione
 Densità di energia del campo magnetico
 Alternatore e corrente alternata
 Circuiti semplici in c.a.
 Circuiti RLC in c.a.
 Circuiti elettrici risonanti
 Trasformatore
COMPETENZE
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U.D.2:Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche
 Relazioni tra campi elettrici e magnetici variabili
 Il termine mancante: la corrente di spostamento
 Sintesi dell'elettromagnetismo: le equazioni di Maxwell
 Onde elettromagnetiche
 Lo spettro elettromagnetico
 Intensità di un'onda elettromagnetica

Essere in grado riconoscere il fenomeno
dell'induzione in situazioni sperimentali
Descrivere esperimenti che mostrino il fenomeno
dell'induzione elettromagnetica
Discutere l'equazione della legge di FaradayNeumann
Discuere la legge di Lenz
Descrivere le relazioni tra forza di Lorentz e forza
elettromotrice indotta
Calcolare il flusso di un campo magnetico
Calcolare le variazioni di flusso del campo
magnetico
Calcolare correnti indotte e forze elettromotrici
indotte
Derivare l'induzione di un solenoide
Risolvere problemi di applicazione delle formule
studiate inclusi quelli che richiedono il calcolo delle
forze su conduttori in moto in un c.m.
Essere in grado di collegare le equazioni di Maxwell
ai fenomeni fondamentali dell'elettricità e del
magnetismo e viceversa
 Illustrare le equazioni di Maxwell nel vuoto espresse
in termini di flusso e circuitazione
 Argomentare sul problema della corrente di
spostamento
 Descrivere le caratteristiche del c.e. e del c.m. di
un'onda elettromagnetica e la relazione reciproca
 Conoscere e applicare il concetto di intensità di
un'onda elettromagnetica
 Collegare la velocità dell'onda con l'indice di
rifrazione
 Descrivere lo spettro continuo ordinato in frequenza
ed in lunghezza d'onda
 Illustrare gli effetti e le applicazioni delle onde EM
in funzione di lunghezza d'onda e frequenza
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Anno scolastico 2015/2016
CONOSCENZE
II PERIODO (PENTAMESTRE )
COMPETENZE
B. RELATIVITA'
U.D. 3 : Cinematica relativistica
 Relatività galileiana e relatività ristretta (RR)
 Esperimento di Michelson e Morley: obiettivo e

risultati ottenuti

Simultaneità relativa: introduzione alle
trasformazioni di Lorentz
 Dilatazione del tempo : paradosso dei gemelli ;
verifiche sperimentali
 Contrazione delle lunghezze
 Composizione relativistica delle velocità
 Intervallo di separazione tra eventi nello spaziotempo
 Massa a riposo ed energia a riposo di un corpo
 Esperimenti che dimostrano la validità della
relatività ristretta
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U.D. 4 : Dinamica relativistica.
I principi della dinamica relativistica.

La conservazione della quantità di moto e 
l’impulso relativistico.
L’energia relativistica.
Le quantità invarianti in dinamica relativistica.
La “massa relativistica” e il significato di E=mc 2.
Fusione e fissione nucleare
U.D. 5 : Elementi di relatività generale

Principio di equivalenza debole: massa

inerziale e massa gravitazionale
 Principio di equivalenza forte: gravità e
accelerazione
 Principio di relatività generale
 Geometrie non euclidee
 Spazio-tempo curvo
 Dilatazione gravitazionale del tempo
 Verifiche sperimentali in sistemi non inerziali
C. FISICA QUANTISTICA
U.D. 6 Crisi della fisica classica e quantizzazione
 Corpo nero descritto dalla meccanica classica e da
Planck
 Effetto fotoelettrico di Lenard e spiegazione di
Einstein
 Effetto Compton
 Spettroscopia e primi modelli atomici
 Modello di Bohr per l'atomo di idrogeno
 Esperimento di Franck e Hertz

U.D. 7 Cenni di meccanica quantistica :
 Lunghezza d'onda di De Broglie:
esperimento di Davidsson-Germer
 Dualismo onda-particella: esperimento della
doppia fenditura
 Principio di indeterminazione di Heisenberg
 Funzione d’onda di Schrödinger : effetto tunnel
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Saper argomentare, usando almeno uno degli esperimenti
classici, sulla validità della teoria della relatività
Saper riconoscere il ruolo della relatività nelle applicazioni
tecnologiche
Saper applicare le relazioni sulla dilatazione dei tempi e la
contrazione delle lunghezze
Saper risolvere semplici problemi di cinematica
relativistica
Saper risolvere semplici problemi di dinamica relativistica
Saper risolvere semplici problemi su urti e decadimenti di
particelle
Saper inquadrare i concetti classici di gravità e
accelerazione nell'ambito della relatività generale
Saper discutere sull'utilità delle geometrie non euclidee
nello studio della relatività generale
Illustrare le conferme sperimentali della teoria e le
propettive aperte da questa nell'ambito della ricerca
cosmologica attuale
Saper riconoscere il ruolo della fisica quantistica in
situazioni reali e in applicazioni tecnologiche
Illustrare il modello di corpo nero e interpretarne la curva
di emissione in base al modello di Planck
Applicare le leggi di Stefan-Boltzmann e di Wien
Applicare l'equazione di Einstein per l'effetto fotoelettrico
nella risoluzione di esercizi
Illustrare e saper applicare la legge dell'effetto Compton
Calcolare le frequenze emesse per transizione dai livelli
dell'atomo di Bohr
Descrivere la condizione di quantzzazione dell'atomo di
Bohr usando la relazione di De Broglie
Calcolare l'indeterminazione quantistica sulla posizione/q.
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Anno scolastico 2015/2016


Applicazioni della meccanica quantistica:
microscopio elettronico
Quantizzazione spaziale ed esperimento di SternGerlach
CONOSCENZE
D. FISICA NUCLEARE, DELLE PARTICELLE E
COSMOLOGIA
U.D. 8 : Cenni di fisica del nucleo
 I nuclei degli atomi
 Le forze l’energia dei nuclei
 La radioattività
 La legge del decadimento radioattivo
 Grandezze dosimetriche
 L’interazione debole
 La medicina nucleare
 La fissione nucleare
 La fusione nucleare
U.D. 9 : Cenni di fisica delle particelle elementari
 L’antimateria
 I neutrini
 Particelle nucleari instabili
 Particelle-materia fondamentali
 Forza EM e forte
 Tre forze e tre famiglie di particelle-materia
 Forza debole neutra e forza gravitazionale
 Modello standard
 Particelle e pacchetti d’onda
 Rottura della simmetria elettrodebole

U.D. 10 : Cenni di cosmologia
 Fasi successive della vita dell’universo
 Big Bang e limite inferiore nello spazio-tempo
 Generazione di particelle e loro interazioni :
modello standard
 Diagramma di Hertzprung-Russell
 Massa critica per l’evoluzione di una stella : caso
del buco nero
 Legge di Hubble e modelli possibili per
l’evoluzione dell’universo


di m. di una particella
Calcolare la lunghezza d'onda di una particella
Riconoscere i limiti della trattazione classica in semplici
problemi
COMPETENZE
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Analizzare la struttura del nucleo atomico.
Descrivere l’interazione nucleare forte.
Analizzare il difetto di massa del nucleo e l’energia di
legame.
Descrivere il fenomeno della radioattività.
Introdurre il principio di conservazione del numero di
nucleoni.
Descrivere i processi di decadimento alfa, beta e gamma.
Introdurre il neutrino e l’interazione elettrodebole.
Analizzare il decadimento radioattivo.
Definire le famiglie radioattive.
Analizzare il fenomeno della fissione nucleare.
Analizzare il fenomeno della fusione nucleare.
Analizzare gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti.
Classificare le particelle elementari.
Analizzare l’applicazione delle reazioni tra particelle alla
tecnica diagnostica medica della PET.
Introdurre il Modello Standard.
Ragionare sulla misura delle distanze in astronomia.
Introdurre la legge di Hubble e l’Universo in espansione.
Illustrare gli studi di ricerca finalizzati a determinare la
quantità di materia oscura.
Analizzare l’ipotesi del Big Bang all’origine dell’Universo.
Dedurre l’accelerazione dell’Universo dalle osservazioni
delle supernove di tipo Ia.
Introdurre il Modello Standard per l’evoluzione
dell’Universo.
TESTI DI RIFERIMENTO ADOTTATI:
volumi 1,2,3 - PARODI - OSTILI - MOCHI ONORI ed. Pearson
volumi 1,2,3 - L'AMALDI PER I LICEI SCIENTIFICI. BLU ed. Zanichelli