Piano di LAVORO per l`insegnamento della FISICA

LICEO SCIENTIFICO STATALE “B.CAVALIERI”
CON SEZIONE CLASSICA ANNESSA
Via Madonna di Campagna n.18 - 28922 VERBANIA PALLANZA
0323/558802 Fax 0323/556547
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PIANO DI LAVORO *
a.s. 2014-2015
PROF. Pironi Rosalba
MATERIA Fisica
CLASSE ……4B sc
Piano di LAVORO per l’insegnamento della FISICA nella classe 4B sc.
1. SITUAZIONE DI INGRESSO
Test di ingresso e livelli rilevati
Mi sembra che i ragazzi della classe abbiano desiderio di lavorare e curiosità per le tematiche proposte infatti
l'esito delle prime interrogazioni è stato positivo; comunque dopo un’ulteriore verifica potrò avere una idea più
completa dell'andamento della classe stessa.
2. ATTIVITA' DI RECUPERO e SOSTEGNO e DI APPROFONDIMENTO
Per poter colmare le lacune rilevate attuerei la seguente procedura:
a) ripassare insieme ai ragazzi gli argomenti teorici riproponendoli anche con l'aiuto di quelli più portati per la
materia e verificando la comprensione degli stessi con domande al posto durante la lezione stessa oppure facendo
seguire un ulteriore test. Non prevedo corsi di recupero per questa disciplina.
b) per quanto riguarda l'attività di approfondimento proporrò un'analisi più approfondita di alcuni fenomeni fisici
presentati in classe, letture da riviste specializzate (American Scientific ed altre), problemi di fisica inerenti al
programma svolto, qualche argomento di fisica moderna.
3. OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO
L'insegnamento della fisica concorre alla crescita culturale, intellettuale e umana dei ragazzi e allo sviluppo delle
loro capacità critiche e logiche in modo che essi possano affrontare e risolvere con la dovuta conoscenza
l’analisi e la spiegazione dei fenomeni fisici.
Lo studio della fisica nel triennio superiore dovrebbe portare lo studente al raggiungimento di alcuni obiettivi :
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3.1 Obiettivi comportamentali
La partecipazione attiva degli studenti al lavoro di classe;
la continuità nella presenza scolastica e nell’impegno di studio;
la precisione nello svolgimento del lavoro individuale;
il rispetto dei tempi e delle scadenze del lavoro individuale;
lo sviluppo della capacità organizzativa in un lavoro pratico;
lo sviluppo dell’autonomia di lavoro;
la collaborazione in un lavoro di gruppo.
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3.2 Obiettivi cognitivi trasversali
Lo viluppo delle capacità critiche;
lo sviluppo delle capacità di collegamento tra i diversi argomenti e, possibilmente, tra le varie discipline;
lo sviluppo delle capacità di sintesi;
la lettura, l’interpretazione e la redazione di testi e documenti;
l’elaborazione di dati e rappresentazione efficace per predisporre decisioni documentate;
la documentazione del lavoro svolto e delle procedure seguite;
la capacità nella scelta di strategie;
la capacità nel prendere decisioni motivate, documentate, consapevoli;
lo sviluppo dell’abitudine ad un rigore logico e linguistico;
la capacità di relazionarsi in un lavoro di gruppo.
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3.3 Obiettivi disciplinari specifici
possedere le nozioni ed i procedimenti di calcolo per la risoluzioni di problemi di fisica;
saper individuare i concetti fondamentali e le strutture che unificano le varie parti della fisica ;
avere assimilato il metodo deduttivo ed i procedimenti induttivi per la formulazione di leggi fisiche;
aver compreso il valore che questa disciplina possiede per lo sviluppo della tecnologia attuale e futura;
saper affrontare in modo critico situazioni sperimentali, valutare gli ordini di grandezza e le approssimazioni
dei dati sperimentali mettendo in evidenza l'incertezza associata alle misure ;
saper elaborare informazioni ed utilizzare metodi di calcolo e strumenti informatici;
saper trarre deduzioni teoriche e saperle confrontare con i dati sperimentali;
saper ritrovare nella pratica del laboratorio quanto appreso in teoria dall’insegnante o dal libro di testo;
collaborare in un gruppo di ricerca o di attività pratica;
lo sviluppo della manualità nell’attività di laboratorio;
saper redigere una relazione sull’attività pratica di laboratorio.
4. OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO SPECIFICI PER LA CLASSE IV^
Nella classe quarta lo studio della fisica deve contribuire alla crescita intellettuale degli alunni attraverso il
conseguimento di alcuni obiettivi didattico-disciplinari particolari:
4.1 Obiettivi disciplinari

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conoscere ed utilizzare correttamente il linguaggio specifico della materia;
saper applicare leggi e formule inverse nella risoluzione di semplici problemi applicativi;
saper individuare i concetti fondamentali della fisica;
avere confidenza con il metodo deduttivo ed i procedimenti induttivi per la formulazione di leggi fisiche;
comprendere il valore che questa disciplina possiede per lo sviluppo della tecnologia attuale e futura;
saper affrontare in modo critico situazioni sperimentali, valutare gli ordini di grandezza e le approssimazioni
dei dati sperimentali;
saper confrontare acquisizioni o deduzioni teoriche con i dati sperimentali;
saper collaborare in un lavoro di ricerca in gruppo;
saper comunicare e condividere con compagni ed insegnante “scoperte” personali;
sviluppare lo spirito critico e le mentalità scientifica nell’osservazione dei fenomeni,
saper redigere una relazione su attività di laboratorio.
4.2 Obiettivi di apprendimento
TEMA 2: FENOMENI ONDULATORI
Le onde
elastiche
OBIETTIVI
Competenze
 Osservare e
identificare i fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti per
la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
 Saper compiere
misurazioni tramite le
corrette procedure
sperimentali,
analizzare i dati, trarre
conclusioni, esprimere i
risultati tramite tabelle,
grafici, relazioni
Traguardi formativi
Indicatori
 Osservare un moto
ondulatorio e i modi in cui si
propaga.
 Definire i tipi di onde
osservati.
 Definire le onde
periodiche e le onde
armoniche.
 Analizzare cosa oscilla in
un’onda.
 Analizzare le grandezze
caratteristiche di un’onda.
 Capire cosa accade quando
due, o più, onde si propagano
contemporaneamente nello
stesso mezzo materiale.
 Costruire un esperimento
con l’ondoscopio e osservare
l’interferenza tra onde nel
piano e nello spazio.
 Rappresentare
graficamente un’onda e
definire cosa si intende
per fronte d’onda e la
relazione tra i fronti e i
raggi dell’onda stessa.
 Definire lunghezza
d’onda, periodo,
frequenza e velocità di
propagazione di un’onda.
 Ragionare sul principio
di sovrapposizione e
definire l’interferenza
costruttiva e distruttiva
su una corda.
 Definire le condizioni
di interferenza,
costruttiva e distruttiva,
nel piano e nello spazio.
 Applicare le leggi delle
onde armoniche.
 Applicare le leggi
relative all’interferenza
nelle diverse condizioni
di fase.
 Formalizzare il concetto di
onda armonica.
 Formalizzare il concetto di
onde coerenti.
Il suono
Le onde
luminose
 Osservare e
identificare i fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti per
la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
 Saper compiere
misurazioni tramite le
corrette procedure
sperimentali,
analizzare i dati, trarre
conclusioni, esprimere i
risultati tramite tabelle,
grafici, relazioni
 Capire l’origine del suono.
 Osservare le modalità di
propagazione dell’onda sonora.
 Definire le grandezze
caratteristiche del suono
 Creare piccoli esperimenti
per individuare i mezzi in cui si
propaga il suono.
 Analizzare la percezione dei
suoni.
 Analizzare le onde
stazionarie.
 Eseguire semplici
esperimenti sulla misura delle
frequenze percepite quando la
sorgente sonora e/o il
ricevitore siano in quiete o in
moto reciproco relativo.
 Analizzare il fenomeno dei
battimenti.
 L’onda sonora è un’onda
longitudinale.
 Formalizzare il concetto di
modo normale di oscillazione.
 Formalizzare l’effetto
Doppler.
 Definire il livello di
intensità sonora e i limiti
di udibilità.
 Calcolare la frequenza
dei battimenti.
 Osservare e
identificare i fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti per
la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
 Saper compiere
misurazioni tramite le
corrette procedure
sperimentali,
analizzare i dati, trarre
conclusioni, esprimere i
risultati tramite tabelle,
grafici, relazioni
 Interrogarsi sulla natura
della luce.
 Analizzare i comportamenti
della luce nelle diverse
situazioni.
 Effettuare esperimenti con
due fenditure illuminate da una
sorgente luminosa per
analizzare il fenomeno
dell’interferenza.
 Analizzare l’esperimento di
Young.
 Capire cosa succede quando
la luce incontra un ostacolo.
 Analizzare la relazione tra
lunghezza d’onda e colore.
 Analizzare gli spettri di
emissione delle sorgenti
luminose.
 Esporre il dualismo
onda-corpuscolo.
 Definire le grandezze
radiometriche e
fotometriche.
 Formulare le relazioni
matematiche per
l’interferenza costruttiva
e distruttiva.
 Mettere in relazione la
diffrazione delle onde
con le dimensioni
dell’ostacolo incontrato.
 Analizzare la figura di
diffrazione e calcolare le
posizioni delle frange,
chiare e scure.
 Discutere la figura di
diffrazione ottenuta con
l’utilizzo di un reticolo di
diffrazione.
 Mettere a confronto
onde sonore e onde
luminose.
 Riconoscere gli spettri
emessi da corpi solidi,
liquidi e gas.
 Discutere dell’identità
 Constatare che le stelle,
 Definire la velocità di
propagazione di un’onda
sonora.
 Calcolare le frequenze
percepite nei casi in cui
la sorgente sonora e il
ricevitore siano in moto
reciproco relativo.
 Riconoscere
l’importanza delle
applicazioni dell’effetto
Doppler in molte
situazioni della vita
reale.
anche molto lontane, sono
costituite dagli stessi elementi
presenti sulla Terra.
tra fisica celeste e fisica
terrestre.
TEMA 3: ELETTROSTATICA
La carica
elettrica e la
legge di
Coulomb
Competenze
Competenze
Traguardi formativi
Indicatori
 Osservare e
identificare i
fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
 Saper compiere
misurazioni tramite le
corrette procedure
sperimentali,
analizzare i dati, trarre
conclusioni, esprimere
i risultati tramite
tabelle, grafici,
relazioni
 Riconoscere che alcuni
oggetti sfregati con la
lana possono attirare
altri oggetti leggeri.
 Capire come verificare
la carica elettrica di un
oggetto.
 Utilizzare la bilancia a
torsione per
determinare le
caratteristiche della
forza elettrica.
 Creare piccoli
esperimenti per
analizzare i diversi
metodi di
elettrizzazione.
 Studiare il modello
microscopico della
materia.
 Individuare le
potenzialità offerte dalla
carica per induzione e
dalla polarizzazione.
 Sperimentare l’azione
reciproca di due corpi
puntiformi carichi.
 Identificare il fenomeno
dell’elettrizzazione.
 Descrivere l’elettroscopio
e definire la carica
elettrica elementare.
 Definire e descrivere
l’elettrizzazione per
strofinio, contatto e
induzione.
 Definire la
polarizzazione.
 Definire i corpi
conduttori e quelli isolanti.
 Riconoscere che la carica
che si deposita su oggetti
elettrizzati per contatto e
per induzione ha lo stesso
segno di quella
dell’induttore.
 Formulare e descrivere
la legge di Coulomb.
 Riconoscere che la
forza elettrica dipende
dal mezzo nel quale
avvengono i fenomeni
elettrici.
 Formalizzare le
caratteristiche della
forza di Coulomb.
 Formalizzare il
principio di
sovrapposizione.
Il campo
elettrico
 Osservare e
identificare i
fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti
 Osservare le
caratteristiche di una
zona dello spazio in
presenza e in assenza di
una carica elettrica.
 Creare piccoli
esperimenti per
visualizzare il campo
 Definire la costante
dielettrica relativa e
assoluta.
 Interrogarsi sul
significato di “forza a
distanza”.
 Utilizzare le relazioni
matematiche appropriate
alla risoluzione dei
problemi proposti.
 Definire il concetto di
campo elettrico.
 Rappresentare le linee
del campo elettrico
prodotto da una o più
cariche puntiformi.
per la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
elettrico.
 Verificare le
caratteristiche vettoriali
del campo elettrico.
 Analizzare la relazione
tra il campo elettrico in
un punto dello spazio e
la forza elettrica agente
su una carica in quel
punto.
 Analizzare il campo
elettrico generato da
distribuzioni di cariche
con particolari
simmetrie.
 Formalizzare il
principio di
sovrapposizione dei
campi elettrici.
 Individuare le analogie
e le differenze tra
campo elettrico e
campo gravitazionale.
Il potenziale
elettrico
 Osservare e
identificare i
fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
 Riconoscere la forza
elettrica come forza
conservativa.
 Mettere in relazione la
forza di Coulomb con
l’energia potenziale
elettrica.
 Interrogarsi sulla
possibilità di individuare
una grandezza scalare
con le stesse proprietà
del campo elettrico.
 Individuare le
grandezze che
descrivono un sistema
di cariche elettriche.
 Analizzare il moto
spontaneo delle cariche
elettriche.
 Ricavare il campo
elettrico in un punto
dall’andamento del
potenziale elettrico.
 Riconoscere che la
circuitazione del campo
elettrostatico è sempre
uguale a zero.
 Mettere a confronto
l’energia potenziale in
meccanica e in
elettrostatica.
 Calcolare il campo
elettrico prodotto da una o
più cariche puntiformi.
 Definire il concetto di
flusso elettrico e formulare
il teorema di Gauss per
l’elettrostatica.
 Definire il vettore
superficie di una superficie
piana immersa nello
spazio.
 Applicare il teorema di
Gauss a distribuzioni
diverse di cariche per
ricavare l’espressione del
campo elettrico prodotto.
 Applicare le relazioni
appropriate alla risoluzione
dei problemi proposti.
 Mettere a confronto
campo elettrico e campo
gravitazionale.
 Definire l’energia
potenziale elettrica.
 Indicare l’espressione
matematica dell’energia
potenziale e discutere la
scelta del livello zero.
 Definire il potenziale
elettrico.
 Indicare quali grandezze
dipendono, o non
dipendono, dalla carica di
prova ed evidenziarne la
natura vettoriale o scalare.
 Definire la circuitazione
del campo elettrico.
 Individuare
correttamente i sistemi
coinvolti nell’energia
potenziale, meccanica ed
 Capire cosa
rappresentano le
superfici equipotenziali
e a cosa sono
equivalenti.
 Formulare
l’espressione
matematica del
potenziale elettrico in
un punto.
Fenomeni di
elettrostatica
 Osservare e
identificare i
fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
 Saper compiere
misurazioni tramite le
corrette procedure
sperimentali,
analizzare i dati, trarre
conclusioni, esprimere
i risultati tramite
tabelle, grafici,
relazioni
 Esaminare la
configurazione assunta
dalle cariche conferite a
un corpo quando il
sistema elettrico torna
all’equilibrio.
 Esaminare il potere
delle punte.
 Esaminare un sistema
costituito da due lastre
metalliche parallele
poste a piccola distanza.
 Saper mostrare, con
piccoli esperimenti,
dove si dispone la carica
in eccesso nei
conduttori.
 Analizzare il campo
elettrico e il potenziale
elettrico all’interno e
sulla superficie di un
conduttore carico in
equilibrio.
 Discutere le
convenzioni per lo zero
del potenziale.
 Verificare la relazione
tra la carica su un
conduttore e il
potenziale cui esso si
porta.
 Analizzare i circuiti in
cui siano presenti due o
più condensatori
collegati tra di loro.
 Formalizzare il
problema generale
dell’elettrostatica.
 Formalizzare
l’espressione del campo
elettrico generato da un
condensatore piano e
da un condensatore
sferico.
elettrostatica.
 Rappresentare
graficamente le superfici
equipotenziali e la loro
relazione geometrica con
le linee di campo.
 Utilizzare le relazioni
matematiche e grafiche
opportune per la
risoluzione dei problemi
proposti.
 Definire la densità
superficiale di carica e
illustrare il valore che essa
assume in funzione della
curvatura della superficie
del conduttore caricato.
 Definire il condensatore
e la sua capacità elettrica.
 Dimostrare il motivo per
cui la carica netta in un
conduttore in equilibrio
elettrostatico si
distribuisce tutta sulla sua
superficie.
 Definire la capacità
elettrica.
 Illustrare i collegamenti
in serie e in parallelo di
due o più condensatori.
 Riconoscere i
condensatori come sono
serbatoi di energia.
 Dimostrare il teorema di
Coulomb.
 Dimostrare che le
cariche contenute sulle
superfici di due sfere in
equilibrio elettrostatico
sono direttamente
proporzionali ai loro raggi.
TEMA 4: CORRENTE ELETTRICA
La corrente
elettrica
continua
La corrente
elettrica nei
metalli
Competenze
Competenze
Traguardi formativi
Indicatori
 Osservare e identificare
i fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti per
la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
 Saper compiere
misurazioni tramite le
corrette procedure
sperimentali, analizzare
i dati, trarre conclusioni,
esprimere i risultati
tramite tabelle, grafici,
relazioni
 Osservare cosa
comporta una differenza
di potenziale ai capi di un
conduttore.
 Individuare cosa occorre
per mantenere ai capi di
un conduttore una
differenza di potenziale
costante.
 Analizzare la relazione
esistente tra l’intensità di
corrente che attraversa
un conduttore e la
differenza di potenziale ai
suoi capi.
 Analizzare gli effetti del
passaggio di corrente su
un resistore.
 Esaminare un circuito
elettrico e i collegamenti
in serie e in parallelo.
 Analizzare la forza
elettromotrice di un
generatore, ideale e/o
reale.
 Formalizzare le leggi di
Kirchhoff.
 Definire l’intensità di
corrente elettrica.
 Definire il generatore
ideale di tensione
continua.
 Formalizzare la prima
legge di Ohm.
 Definire la potenza
elettrica.
 Discutere l’effetto
Joule
 Osservare e identificare
i fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti per
la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
 Riconoscere che il moto
di agitazione termica
degli elettroni nell’atomo
non produce corrente
elettrica.
 Identificare l’effetto
fotoelettrico e l’effetto
termoionico.
 Illustrare come si
muovono gli elettroni di
un filo conduttore
quando esso viene
collegato a un
generatore.
 Definire la velocità di
deriva degli elettroni.
 Definire il lavoro di
estrazione e il potenziale
di estrazione.
 Calcolare la resistenza
equivalente di resistori
collegati in serie e in
parallelo.
 Risolvere i circuiti
determinando valore e
verso di tutte le correnti
nonché le differenze di
potenziale ai capi dei
resistori.
 Valutare quanto sia
importante il ricorso ai
circuiti elettrici nella
maggior parte dei
dispositivi utilizzati nella
vita sociale ed
economica.
leggi.
 Saper compiere
misurazioni tramite le
corrette procedure
sperimentali, analizzare
i dati, trarre conclusioni,
esprimere i risultati
tramite tabelle, grafici,
relazioni
La
conduzione
elettrica nei
liquidi e nei
gas
 Osservare e identificare
i fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti per
la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
 Mettere in relazione la
corrente che circola su un
conduttore con le sue
caratteristiche
geometriche.
 Interrogarsi su come
rendere variabile la
resistenza di un
conduttore.
 Esaminare
sperimentalmente la
variazione della resistività
al variare della
temperatura.
 Analizzare il processo di
carica e di scarica di un
condensatore.
 Analizzare il
comportamento di due
metalli messi a contatto.
 Formalizzare la
relazione tra intensità di
corrente e velocità di
deriva degli elettroni in
un filo immerso in un
campo elettrico.
 Discutere la forza di
attrazione tra le armature
di un condensatore piano.
 Formulare la seconda
legge di Ohm.
 Definire la resistività
elettrica.
 Descrivere il resistore
variabile e il suo utilizzo
nella costruzione di un
potenziometro.
 Analizzare e descrivere
i superconduttori e le
loro caratteristiche.
 Discutere il bilancio
energetico di un
processo di carica, e di
scarica, di un
condensatore.
 Enunciare l’effetto
Volta.
 Ricorrere a un apparato
sperimentale per studiare
la conduzione dei liquidi.
 Osservare e discutere il
fenomeno della
dissociazione elettrolitica.
 Analizzare le cause della
ionizzazione di un gas.
 Esaminare la formazione
della scintilla.
 Definire le sostanze
elettrolitiche.
 Indicare le variabili
significative nel processo
della dissociazione
elettrolitica.
 Formulare le due leggi
di Faraday per
l’elettrolisi.
 Discutere il fenomeno
dell’emissione luminosa.
 Esprimere la relazione
matematica tra intensità
di corrente e velocità di
deriva degli elettroni in
un filo immerso in un
campo elettrico.
 Utilizzare le relazioni
matematiche
appropriate alla
risoluzione dei problemi
proposti.
 Analizzare l’importanza
delle applicazioni degli
effetti termoionico,
fotoelettrico, Volta e
Seebeck nella realtà
quotidiana e scientifica.
leggi.
 Saper compiere
misurazioni tramite le
corrette procedure
sperimentali, analizzare
i dati, trarre conclusioni,
esprimere i risultati
tramite tabelle, grafici,
relazioni
 Formalizzare il
fenomeno dell’elettrolisi,
analizzandone le reazioni
chimiche.
 Capire se, per i gas,
valga la prima legge di
Ohm.
 Esporre e motivare le
ragioni della raccolta
differenziata.
 Esaminare e discutere
l’origine dei raggi
catodici.
 Applicare la prima
legge di Ohm alle
sostanze elettrolitiche.
 Descrivere le celle a
combustibile.
 Esporre il processo
della galvanoplastica.
 Valutare l’utilità e
l’impiego di pile e
accumulatori.
 Descrivere gli
strumenti che utilizzano
tubi a raggi catodici.
TEMA 5: FENOMENI MAGNETICI
Fenomeni
magnetici
fondamentali
Il campo
OBIETTIVI
Competenze
Traguardi formativi
Indicatori
 Osservare e
identificare i fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
 Saper compiere
misurazioni tramite le
corrette procedure
sperimentali,
analizzare i dati, trarre
conclusioni, esprimere i
risultati tramite tabelle,
grafici, relazioni
 Riconoscere che una
calamita esercita una
forza su una seconda
calamita.
 Riconoscere che l’ago
di una bussola ruota in
direzione Sud-Nord.
 Creare piccoli
esperimenti di
attrazione, o repulsione,
magnetica.
 Visualizzare il campo
magnetico con limatura
di ferro.
 Ragionare sui legami
tra fenomeni elettrici e
magnetici.
 Analizzare
l’interazione tra due
conduttori percorsi da
corrente.
 Interrogarsi su come
possiamo definire e
misurare il valore del
campo magnetico.
 Studiare il campo
magnetico generato da
un filo, una spira e un
solenoide.
 Formalizzare il
concetto di momento
della forza magnetica su
una spira.
 Definire i poli magnetici.
 Esporre il concetto di
campo magnetico.
 Definire il campo
magnetico terrestre.
 Analizzare le forze di
interazione tra poli
magnetici.
 Mettere a confronto
campo elettrico e campo
magnetico.
 Analizzare il campo
magnetico prodotto da un
filo percorso da corrente.
 Descrivere l’esperienza
di Faraday.
 Formulare la legge di
Ampère.
 Rappresentare
matematicamente la forza
magnetica su un filo
percorso da corrente.
 Descrivere il
funzionamento del motore
elettrico e degli strumenti
di misura di correnti e
differenze di potenziale.
 Utilizzare le relazioni
appropriate alla risoluzione
dei singoli problemi.
 Valutare l’impatto del
motore elettrico in tutte le
diverse situazioni della vita
reale.
magnetico
 Osservare e
identificare i fenomeni.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione.
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
 Saper compiere
misurazioni tramite le
corrette procedure
sperimentali,
analizzare i dati, trarre
conclusioni, esprimere i
risultati tramite tabelle,
grafici, relazioni
 Analizzare le proprietà
magnetiche dei
materiali.
 Distinguere le sostanze
ferro, para e dia
magnetiche.
 Interrogarsi sul perché
un filo percorso da
corrente generi un
campo magnetico e
risenta dell’effetto di un
campo magnetico
esterno.
 Analizzare il moto di
una carica all’interno di
un campo magnetico e
descrivere le
applicazioni
sperimentali che ne
conseguono.
 Riconoscere che i
materiali ferromagnetici
possono essere
smagnetizzati.
 Formalizzare il
concetto di flusso del
campo magnetico.
 Definire la
circuitazione del campo
magnetico.
 Formalizzare il
concetto di permeabilità
magnetica relativa.
 Formalizzare le
equazioni di Maxwell
per i campi statici.
 Descrivere la forza di
Lorentz.
 Calcolare il raggio e il
periodo del moto circolare
di una carica che si muove
perpendicolarmente a un
campo magnetico
uniforme.
 Interpretare l’effetto
Hall.
 Descrivere il
funzionamento dello
spettrometro di massa.
 Definire la temperatura
di Curie.
 Riconoscere che le
sostanze magnetizzate
possono conservare una
magnetizzazione
residua.
 Esporre e dimostrare il
teorema di Gauss per il
magnetismo.
 Esporre il teorema di
Ampère e indicarne le
implicazioni (il campo
magnetico non è
conservativo).
 Analizzare il ciclo di
isteresi magnetica.
 Definire la
magnetizzazione
permanente.
 Descrivere come la
magnetizzazione residua
possa essere utilizzata
nella realizzazione di
memorie magnetiche
digitali.
 Discutere l’importanza e
l’utilizzo di un
elettromagnete.
6. METODI DI INSEGNAMENTO
Svolgerò la lezione adottando tipologie di insegnamento diversificate:
 partirei con la verifica dei prerequisiti necessari ad affrontare il nuovo tema;
 partendo dall'evento fisico guiderei i ragazzi ad esprimere la legge che lo regge in modo dapprima
qualitativo e poi formalizzandola usando l'esatta formula matematica;
 in classe svolgerei dei semplici problemi guidati in modo da far comprendere che lo studio di questa
disciplina non è avulso dal contesto della realtà; inoltre è uno stimolo ulteriore per approfondire e/o ripetere
in modo diverso l'argomento trattato;
 assegnerei dei problemi da svolgere a casa.
7. STRUMENTI DI LAVORO
Per la spiegazione userò sia il libro di testo adottato sia appunti preparati consultando vari testi di fisica e
riportati su lucido da proiettare con la lavagna luminosa nell'aula di fisica.
Farò uso anche di fotocopie per proporre test a risposta multipla che serviranno per un ulteriore discussione ed
approfondimento in classe dei temi trattati.
8. SUSSIDI AUDIOVISIVI, INFORMATICI, E USO DEI LABORATORI
Il laboratorio di fisica verrà usato non solo per la spiegazione teorica dell’argomento, ma anche per la sua
verifica sperimentale quando è disponibile la strumentazione.
Inoltre si cercherà di far svolgere agli studenti stessi semplici esperienze, qualitative e/o quantitative, così che
essi possano imparare la metodologia del lavoro sperimentale.
9. e 10. VERIFICA E VALUTAZIONE
a) Strumenti per la verifica formativa
Per poter valutare in itinere il processo di apprendimento di ogni ragazzo penso di seguire il seguente schema:
 con domande dal posto, problemi alla lavagna svolti dai ragazzi, test, potrò verificare la conoscenza, la
comprensione, la capacità di applicazione delle leggi fisiche riguardanti il fenomeno trattato e la capacità di
usare l'esatta terminologia scientifica , correggere errori e/o imprecisioni, chiarire dubbi e incertezze ;
b) Strumenti e numero di verifiche sommative
Per poter valutare il profitto scolastico interrogherò oralmente per abituare i ragazzi ad esprimersi nella
corretta terminologia scientifica e somministrerò anche verifiche scritte con problemi e/o domande a risposta
aperta che possano servire anche come ripasso.
Il numero di interrogazioni orali e prove scritte (‘compitini’), per ogni quadrimestre, sarà almeno tre.
c) Valutazioni
Per quanto riguarda le valutazioni terrei conto :
 delle indicazioni adottate dal collegio Docenti e presenti nel POF dell'Istituto (voti da 1 a 10).
 dell'impegno , dell'interesse e della partecipazione durante la lezione in classe;
 progresso e maturazione conseguito rispetto ai livelli di partenza.
Verbania 20.10.14
Pironi Rosalba
Liceo “ B. Cavalieri “ - Verbania
Anno Scolastico 2012/2013
Prof. PIRONI Rosalba
Classe 4B sc.
PROGRAMMA di FISICA
Scansione Quadrimestrale dei Contenuti
Primo Quadrimestre
Meccanica: ripasso su lavoro e potenza; energia cinetica, energia potenziale della forza peso e della molla, legge di conservazione
dell’energia, esercizi relativi.
Meccanica dei fluidi: proprietà dei fluidi; densità, peso specifico, viscosità; pressione: principio di Pascal; variazione di pressione
nei liquidi pesanti: legge di Stevino; pressione atmosferica e sua misura; pressione dei gas in ambiente limitato e no; principio di
Archimede: conseguenze e applicazioni; moto stazionario dei fluidi: caratteristiche del moto di un fluido:velocità,
incomprimibilità,viscosità, portata ed equazione di continuità, equazione di Bernuolli, effetto Venturi, teorema di Torricelli,
comportamento di un’ala.
Gravitazione: cenni storici, leggi di Keplero, di gravitazione universale, campo gravitazionale, massa inerziale e gravitazionale,
velocità orbitale di un satellite, energia potenziale gravitazionale, tipi di orbite in relazione all’energia totale, velocità di fuga .
Termometria e calorimetria: definizione operativa di temperatura e sua misurazione con termometro a liquido; dilatazione termica
dei solidi e dei liquidi; calore e sua misura; calori specifici; propagazione del calore.
Comportamento dei gas perfetti: considerazioni generali; mole e numero di Avogadro; leggi dei gas; il gas perfetto e la sua
equazione caratteristica; temperatura assoluta e scala Kelvin; equazione di stato dei gas perfetti in funzione della temperatura
assoluta.
Teoria cinetica dei gas: moto molecolare; modello molecolare di gas perfetto; urti e pressione; energia cinetica e temperatura; cenni
alla distribuzione maxwelliana delle velocità.
Stati di aggregazione della materia e i loro cambiamenti: cenni su: fusione, solidificazione; evaporazione ed ebollizione.
Primo principio della termodinamica: principio di equivalenza; trasformazioni reversibili e irreversibili; lavoro termodinamico; I°
principio della termodinamica; calcolo dell’energia interna di un gas perfetto; trasformazione adiabatica.
Secondo principio della termodinamica: osservazioni sui principi della termodinamica : verso privilegiato delle trasformazioni e
calore; enunciato di Kelvin; teorema e ciclo di Carnot; evoluzione spontanea dei fenomeni reali ed enunciato di Clausius; cenni alle
macchine termiche e ai cicli di lavoro.
Entropia: cenni sull’entropia dei processi reversibili e irreversibili; ordine, disordine ed entropia.
Secondo Quadrimestre
Moto armonico: caratteristiche generali, legge oraria, velocità e accelerazione del moto armonico; forza elastica e moto armonico,
pendolo semplice.
Onde elastiche e loro propagazione: oscillazioni armoniche smorzate e forzate; onde e loro proprietà; equazione di un’onda;
propagazione ondosa: riflessione, rifrazione, diffrazione; principio di Huygens; interpretazione teorica della rifrazione; principio di
sovrapposizione; interferenza: costruttiva, distruttiva, caso generale, interpretazione matematica; onde stazionarie.
Suono: produzione e propagazione del suono; caratteristiche: altezza, intensità e timbro; campo di udibilità; effetto Doppler; cenni
sugli ultrasuoni; rimbombo ed eco; interferenza e diffrazione del suono; battimenti; onde stazionarie; alcuni effetti supersonici.
Propagazione e riflessione della luce: sorgenti di luce, corpi opachi e trasparenti; propagazione rettilinea della luce; cenni alle
grandezze ottiche fondamentali; riflessione della luce; specchi piani; specchi sferici, equazione dei punti coniugati; luce: onda o
corpuscolo?.
Rifrazione della luce: rifrazione della luce: leggi, interpretazione teorica, indici di rifrazione, angolo limite e riflessione totale;
conseguenze della rifrazione; prisma ottico; dispersione e colori; lenti sottili: elementi caratteristici, equazione dei punti coniugati,
costruzione delle immagini.
Modello ondulatorio della luce: modello ondulatorio: sorgenti coerenti, interferenza e diffrazione, Maxwell e superamento
dell’etere, dualismo onda-corpuscolo; dispositivi interferenziali: frange di interferenza, misura della lunghezza d’onda; cenni alla
diffrazione e alla polarizzazione.
RELATIVITÀ
Presupposti della relatività ristretta: problema dell’etere, esperimento di Michelson e Morley; postulati fondamentali della
relatività ristretta.
Concezione einsteiniana dello spazio-tempo: significato relativistico di evento, simultaneità, dilatazione dei tempi, contrazione delle
lunghezze, addizione della velocità.
Cenni di dinamica relativistica e di relatività generale: la massa e la quantità di moto nella dinamica relativistica; energia
relativistica; principio di equivalenza e relatività generale; verifiche sperimentale della relatività generale: orbite del pianeta
Mercurio; deflessione dei raggi luminoso per effetto gravitazionale; spostamento delle righe spettrali; rallentamento degli orologi;
probabile esistenza delle onde gravitazionali.