ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it PROGRAMMAZIONE a. s. 2016 / 2017 MATERIA Classe Prof. FISICA 4 Sez. A L TRIPODI CATERINA PROGRAMMAZIONE DIDATTICA E COMPETENZE DISCIPLINARI Primo quadrimestre La gravitazione COMPETENZE Descrivere il moto dei copri celesti e individuare le cause dei comportamenti osservati. Analizzare il moto dei satelliti e descrivere i vari tipi di orbite. Descrivere l’azione delle forze a distanza in funzione del concetto di campo gravitazionale. Formulare le leggi di Keplero. Formulare la legge di gravitazione universale. Descrivere l’energia potenziale gravitazionale a partire dalla legge di gravitazione universale. Analizzare il moto dei satelliti in relazione alle forze agenti. ABILITÀ Formulare le leggi di Keplero. Rappresentare il concetto di campo di forza. Ricavare le proprietà geometriche e cinematiche dei moti di rivoluzione dei pianeti dalle leggi di Keplero. Indicare gli ambiti di applicazione della legge di gravitazione universale. Utilizzare la legge di gravitazione universale per il calcolo della costante G e per il calcolo dell’accelerazione di gravità sulla Terra. Definire la velocità di fuga di un pianeta e descrivere le condizioni di formazione di un buco nero. Calcolare l’interazione gravitazionale tra due corpi. Utilizzare le relazioni matematiche appropriate alla risoluzione dei diversi problemi. CONOSCENZE Leggi di Keplero Legge della gravitazione universale Massa e peso Satelliti in orbite circolari Assenza apparente di gravità e gravità artificiale Energia potenziale gravitazionale Campo gravitazionale 4AL-FISICA Pagina 1 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it I fluidi COMPETENZE Identificare le grandezze che caratterizzano un fluido. Passare dalla statica alla dinamica dei fluidi Esaminare gli attriti a cui è sottoposto un fluido che scorre in un tubo. Analizzare il moto di un liquido in una conduttura. Esprimere il teorema di Bernoulli, sottolineandone l’aspetto di legge di conservazione. Analizzare il flusso viscoso attraverso una conduttura. Ragionare suo movimento ordinato di un fluido. ABILITÀ Fare riferimento al principio di Pascal, la legge di Stevino e il principio di Archimede. Formalizzare il concetto di portata e formulare l’equazione di continuità. Formulare l’equazione di Poiseuille Applicare l’equazione di continuità e l’equazione di Bernoulli CONOSCENZE Statica dei fluidi Equazione di continuità Equazione di Bernoulli e sue applicazioni Le onde e il suono COMPETENZE Analizzare la natura delle onde sonore e la loro propagazione Descrivere le onde periodiche. Introdurre le grandezze che caratterizzano un’onda: ampiezza, lunghezza d’onda, frequenza. Definire l’intensità del suono in termini di potenza dell’onda. Analizzare la relazione tra sorgente del suono e ricevitore del suono. Descrivere il fenomeno di sovrapposizione delle onde sonore. Analizzare l’interferenza e la diffrazione del suono. Introdurre la descrizione matematica di un’onda periodica. Formalizzare la relazione tra frequenza percepita dal ricevitore e frequenza dell’onda emessa dalla sorgente. ABILITÀ Descrivere le onde trasversali e le onde longitudinali. Calcolare lunghezza d’onda e frequenza di un’onda periodica. Descrivere l’effetto Doppler nei casi di sorgente in movimento e ricevitore fermo e di osservatore in movimento e sorgente ferma. Enunciare il principio di sovrapposizione. Descrivere le condizioni di interferenza costruttiva e di interferenza distruttiva. Descrivere le onde stazionarie trasversali generate da una corda. Mettere a confronto l’equazione di un’onda trasversale con l’equazione di moto armonico di una particella. CONOSCENZE Onde trasversali, longitudinali e periodiche Velocità di un'onda trasversale Descrizione matematica di un’onda 4AL-FISICA Pagina 2 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it Onde sonore Effetto Doppler Principio di sovrapposizione Interferenza e diffrazione Onde stazionarie ATTIVITA’ DI LABORATORIO Onde su corda e su molla La riflessione della luce:gli specchi COMPETENZE E ABILITÀ Applicare le leggi della riflessione nella formazione delle immagini. Distinguere i diversi tipi di specchi e conoscerne le caratteristiche. Distinguere le immagini reali da quelle virtuali. Individuare la posizione del fuoco di uno specchio concavo e di uno specchio convesso. Determinare graficamente l’immagine prodotta da uno specchio. Applicare correttamente l’equazione dei punti coniugati. Calcolare l’ingrandimento prodotto da uno specchio. CONOSCENZE Il fronte d’onda e i raggi luminosi. La riflessione della luce e le sue leggi. Gli specchi piani: immagine reale e virtuale. Gli specchi sferici concavi e convessi. Asse ottico e raggi parassiali. Raggio di curvatura di uno specchio sferico. Il fuoco di uno specchio concavo e convesso. L’aberrazione sferica. Il diagramma dei raggi per la costruzione delle immagini. L’equazione dei punti coniugati per gli specchi sferici. L’ingrandimento. Le convenzioni dei segni delle variabili nell’equazione dei punti coniugati e dell’ingrandi mento. ATTIVITA’ DI LABORATORIO Immagini di uno specchio parabolico La rifrazione della luce: le lenti e gli strumenti ottici COMPETENZE E ABILITÀ Calcolare l’indice di rifrazione di un mezzo. Applicare la legge di Snell. Calcolare la profondità apparente di un oggetto. Calcolare l’angolo limite nella riflessione totale. Distinguere i vari tipi di lente e le loro proprietà. 4AL-FISICA Pagina 3 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it Applicare l’equazione delle lenti sottili. Calcolare l’ingrandimento lineare prodotto dalle lenti. CONOSCENZE L’indice di rifrazione. La legge della rifrazione. Il fenomeno della riflessione totale e l’angolo limite. La dispersione della luce. Il prisma e la dispersione della luce. I diversi tipi di lenti: convergenti e divergenti. Il diagramma dei raggi per le lenti. La costruzione delle immagini prodotte dalle lenti. L’equazione delle lenti sottili. L’ingrandimento lineare. ATTIVITA’ DI LABORATORIO Verifica angolo limite. Verifica dell’equazione di Gauss dei punti coniugati L’interferenza e la natura ondulatoria della luce COMPETENZE E ABILITÀ Utilizzare le condizioni di interferenza per calcolare la lunghezza d’onda della luce. Riconoscere le zone di interferenza costruttiva e distruttiva. Saper applicare le condizioni di diffrazione da una fenditura singola. Calcolare le posizioni dei massimi principali formati da un reticolo di diffrazione CONOSCENZE Il principio di sovrapposizione e l’interferenza della luce. Interferenza costruttiva e interferenza distruttiva. Sorgenti coerenti. L’esperimento di Young. Le condizioni di interferenza. La diffrazione della luce e il principio di Huygens. La figura di diffrazione. Il reticolo di diffrazione. ATTIVITA’ DI LABORATORIO Esperimento della doppia fenditura di Young Diffrazione da una singola fenditura Reticoli di diffrazione Secondo quadrimestre Temperatura e calore COMPETENZE Introdurre la grandezza fisica temperatura. 4AL-FISICA Pagina 4 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it Mettere in relazione le scale di temperatura Celsius e Kelvin. Osservare gli effetti della variazione di temperatura di corpi solidi, liquidi e gassosi e formalizzare le leggi che li regolano. Identificare il calore come energia in transito. Mettere in relazione il calore e i cambiamenti di stato. Individuare i meccanismi di propagazione del calore. Descrivere e formalizzare la dilatazione termica lineare e volumica. Introdurre le capacità termiche e i calori specifici di solidi e liquidi. Introdurre la caloria e l’equivalente meccanico della caloria. Descrivere l’equilibrio tra stati di aggregazione e introdurre la pressione di vapore saturo Esprimere la relazione di proporzionalità tra la variazione di temperatura di un solido o di un liquido e la variazione di lunghezza o volume. Definire la pressione di vapore saturo. Esprimere la relazione che indica la quantità di calore trasferita per conduzione in un certo intervallo di tempo. ABILITÀ Stabilire il protocollo di misura della temperatura. Effettuare le conversioni dalla scala Celsius alla Kelvin. Interpretare la dilatazione di un solido come cambiamento delle sue dimensioni. Definire il calore latente. Discutere le caratteristiche della conduzione e della convenzione. Spiegare il meccanismo dell’irraggiamento e la legge di Boltzmann. Mettere a confronto le dilatazioni volumiche di liquidi e solidi. Saper calcolare il calore specifico di un oggetto. Descrivere il funzionamento di un calorimetro Saper applicare le formule della dilatazione termica Saper applicare le formule della capacità termica e del calore specifico. Interpretare il grafico della curva della pressione di vapore e della curva di fusione. Saper applicare la legge di Stefan-Boltzmann. CONOSCENZE Termometri Dilatazione termica Calore e energia interna Capacità termica e calore specifico di solidi e liquidi Passaggi di stato Propagazione del calore ATTIVITA’ DI LABORATORIO Determinazione dell’equivalente in acqua del calorimetro Le leggi dei gas ideali e la teoria cinetica COMPETENZE Ragionare sulle grandezze che descrivono lo stato di un gas. Introdurre il concetto di gas perfetto. Analizzare il legame tra grandezze microscopiche e grandezze macroscopiche. Identificare l’energia interna del gas perfetti. 4AL-FISICA Pagina 5 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it Formulare la teoria cinetica dei gas. Formulare l’energia interna di un gas perfetto. Formulare il teorema di equipartizione dell’energia. Analizzare il processo di diffusione Descrivere la distribuzione della velocità delle molecole del gas. Introdurre la velocità quadratica media ABILITÀ Esprimere il concetto di mole e di numero d’Avogadro. Descrivere l’equazione di stato di un gas perfetto. Rappresentare il moto browniano. Applicare il teorema di equipartizione dell’energia alle molecole di un gas biatomico. Saper definire il cammino libero medio. Descrivere la legge di diffusione di Fick. Interpretare la curva delle distribuzione di Maxwell delle velocità molecolari. Calcolare l’energia interna di un gas perfetto monoatomico CONOSCENZE Equazione di stato di un gas perfetto Teoria cinetica dei gas Diffusione Il primo principio della termodinamica COMPETENZE Esaminare lo scambio di energia tra sistemi termodinamici e ambiente Formulare il primo principio della termodinamica in termini di conservazione dell’energia. Formulare il concetto di funzione di stato. Mettere a confronto trasformazioni reali e trasformazioni quasi-statiche. Esaminare le possibili diverse trasformazioni termodinamiche. Descrivere l’aumento della temperatura di un gas in funzione del meccanismo responsabile del riscaldamento Formalizzare le equazioni relative alle diverse trasformazioni termodinamiche. Formalizzare le espressioni dei calori specifici molari di un gas perfetto ABILITÀ Riconoscere le variabili che identificano lo stato termodinamico di un sistema. Definire il lavoro termodinamico. Descrivere le principali trasformazioni di un gas perfetto. Definire le trasformazioni cicliche. Definire i calori specifici molari di un gas perfetto. Descrivere le trasformazioni adiabatiche. Interpretare il lavoro termodinamico in un grafico pressione-volume. Calcolare i calori specifici di un gas perfetto. CONOSCENZE Principio zero della termodinamica Primo principio della termodinamica Trasformazioni termodinamiche 4AL-FISICA Pagina 6 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it Calori specifici di un gas perfetto Trasformazioni adiabatiche Il secondo principio della termodinamica COMPETENZE Analizzare i sistemi che scambiano calore e lavoro. Enunciare il secondo principio della termodinamica. Introdurre le trasformazioni reversibili e il teorema di Carnot. Analizzare il rapporto tra il lavoro totale prodotto dalla macchina e la quantità di calore sottratta o rilasciata. Discutere l’entropia di un sistema non isolato. Formulare il secondo principio della termodinamica in termini di entropia. Interpretare l’entropia in termini di disordine molecolare del sistema. Formulare il terzo principio della termodinamica. Discutere l’interpretazione microscopica dell’entropia. Descrivere il rendimento di una macchina di Carnot. Formulare la legge di Boltzmann di un sistema termodinamico ABILITÀ Descrivere il funzionamento di una macchina termica. Dimostrare l’equivalenza degli enunciati del secondo principio della termodinamica di Kelvin e Clausius. Definire il rendimento di una macchina termica. Descrivere il funzionamento della macchina di Carnot. Analizzare e descrivere delle macchine termiche di uso quotidiano. Definire il coefficiente di prestazione di una macchina termica. Discutere la variazione di entropia dell’universo in processi reversibili e in un processi irreversibili. Definire i macrostati e i microstati. Interpretare il grafico pressione-volume del ciclo di Carnot. CONOSCENZE Macchine termiche Secondo principio della termodinamica Teorema di Carnot e macchina di Carnot Frigoriferi, condizionatori e pompe di calore Entropia Terzo principio della termodinamica Elettromagnetismo Forze elettriche e campi elettrici COMPETENZE Analizzare le proprietà elettriche della materia Osservare il trasferimento di carica elettrica da un oggetto all’altro. Analizzare i materiali conduttori e i materiali isolanti. Descrivere i meccanismi di trasferimento della carica elettrica. Formulare la legge di Coulomb della forza che due cariche puntiformi esercitano tra loro. Introdurre il concetto di campo elettrico Visualizzare le linee di forza di un campo elettrico. Analizzare il campo elettrico all’interno di un conduttore. 4AL-FISICA Pagina 7 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it Analizzare il campo elettrico come campo vettoriale. Dedurre dalla legge di Coulomb il campo elettrico generato da una carica puntiforme. Determinare il campo elettrico di un condensatore piano. Calcolare il flusso del vettore campo elettrico. Enunciare il teorema di Gauss ABILITÀ Definire la carica elettrica e la sua unità di misura. Enunciare la legge di conservazione della carica elettrica. Interpretare la differenza tra materiali conduttori e materiali isolanti in termini della loro struttura atomica. Spiegare l’elettrizzazione per contatto e per induzione. Definire la polarizzazione di un materiale. Descrivere le analogie tra la legge di Coulomb e la legge di gravitazione universale. Applicare il principio di sovrapposizione per determinare la forza totale che agisce su una carica. Saper definire il campo elettrico. Applicare il principio di sovrapposizione ai campi elettrici Descrivere l’effetto di schermatura all’interno di un conduttore. Descrivere l’esperimento di Millikan per misurare la carica dell’elettrone. Applicare le formule del campo elettrico a problemi specifici. Dimostrare che la legge di Coulomb e il teorema di Gauss sono equivalenti. Applicare il teorema di Gauss a distribuzioni simmetriche di cariche. CONOSCENZE L’origine dell’elettricità Oggetti carichi e forza elettrica Conduttori e isolanti Elettrizzazione per contatto per induzione. Polarizzazione La legge di Coulomb Il campo elettrico Linee di forza del campo elettrico Il campo elettrico all’interno di un conduttore Il Teorema di Gauss Campi elettrici generati da distribuzioni simmetriche di cariche ATTIVITA’ DI LABORATORIO Fenomeni di elettrizzazione Isolanti e conduttori Visualizzazione linee di forza Schermatura dei campi elettrici Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico COMPETENZE Analizzare il campo elettrico in termini di energia potenziale e conservazione dell’energia. Ricavare l’energia potenziale in un campo elettrico uniforme. Ricavare l’energia potenziale di due cariche puntiformi. Definire il potenziale elettrico e la differenza di potenziale elettrico. Analizzare la conservazione dell’energia in presenza di cariche elettriche. Definire le superfici equipotenziali. 4AL-FISICA Pagina 8 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it Analizzare la forza di Coulomb nella materia. Analizzare la differenza di potenziale elettrico in sistemi biologici Introdurre l’elettronvolt come unità di misura dell’energia di un elettrone. Formalizzare il potenziale di una carica puntiforme. Descrivere la relazione quantitativa tra campo elettrico e superfici equipotenziali. Descrivere la circuitazione del vettore campo elettrico. Introdurre la capacità di un condensatore. ABILITÀ Interpretare la forza elettrica come forza conservativa per analogia con la forza di gravitazione universale. Calcolare l’energia potenziale di un sistema di cariche. Descrivere il comportamento di una carica elettrica in presenza di una differenza di potenziale. Applicare la conservazione dell’energia ad esempi dati. Descrivere la relazione tra le superfici equipotenziali e le linee di forza di un campo elettrico. Formulare l’energia immagazzinata in un condensatore. Descrivere la misura del rapporto e/m con l’uso di un condensatore. Descrivere la conduzione dei segnali elettrici nei neuroni. Ragionare sul funzionamento di tecniche diagnostiche basate sulla presenza di differenze di potenziale. Calcolare il potenziale di un sistema di cariche. Ricavare il gradiente del potenziale. Formalizzare la conservatività della forza elettrostatica. Introdurre la costante dielettrica relativa. Formalizzare la capacità di un condensatore a facce piane e parallele. CONOSCENZE Energia potenziale di un campo elettrico Potenziale elettrico Differenza di potenziale elettrico di una carica puntiforme Superfici equipotenziali e loro relazione con il campo elettrico Circuitazione del campo elettrico Condensatori e dielettrici ATTIVITA’ DI LABORATORIO Capacità di un condensatore Circuiti elettrici COMPETENZE Analizzare e descrivere il flusso della corrente elettrica. Distinguere i vari tipi di circuiti elettrici Formulare la prima e la seconda legge di Ohm. Analizzare la dipendenza della resistività dalla temperatura. Quantificare il trasporto di energia da una sorgente a un dispositivo elettrico. Introdurre il concetto di resistenza interna Analizzare il flusso della corrente elettrica nei liquidi. Caratterizzare le possibili configurazioni tra dispositivi in un circuito elettrico. Formalizzare le leggi di Kirchhoff Calcolare l’intensità di corrente in circuiti che contengono sia resistori che condensatori. Formalizzare la scarica di un condensatore 4AL-FISICA Pagina 9 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it ABILITÀ Definire la corrente elettrica. Definire la resistenza elettrica. Sapere applicare le leggi di Ohm ai circuiti. Applicare le leggi di Ohm a problemi specifici. Descrivere i materiali superconduttori. Definire la potenza elettrica. Descrivere l’effetto Joule. Descrivere i dispositivi per la misura della corrente e della differenza di potenziale. Descrivere l’elettrolisi. Enunciare la prima e la seconda legge di Faraday. Descrivere gli effetti fisiologici della corrente e le misure di sicurezza. Descrivere le connessioni in serie e in parallelo. Applicare le leggi di Ohm a circuiti con resistori in serie, con resistori in parallelo e con entrambe le connessioni. Applicare le leggi di Ohm a circuiti con condensatori in serie e con condensatori in parallelo. Applicare le leggi di Kirchhoff al calcolo delle intensità delle correnti presenti in un circuito elettrico. Descrivere l’andamento delle grandezze elettriche nella scarica di un circuito RC. CONOSCENZE I generatori di tensione. La forza elettromotrice e la corrente elettrica. L’ampere. Il circuito elettrico. Corrente continua, alternata e corrente convenzionale. La prima legge di Ohm. La resistenza elettrica e l’ohm. Seconda legge di Ohm e resistività. Dipendenza della resistività e della resistenza dalla temperatura. La potenza elettrica. La potenza dissipata su un resistore. Connessioni in serie e in parallelo. La resistenza equivalente per resistenze connesse in serie e in parallelo. La resistenza interna e la tensione effettiva. Le leggi di Kirchhoff. Strumenti di misura di corrente e differenza di potenziale. La capacità equivalente di condensatori connessi in serie e in parallelo. I circuiti RC. Carica e scarica di un condensatore. Sostanze elettrolitiche ed elettrolisi. Le leggi di Faraday. Effetti fisiologici della corrente elettrica e sicurezza ATTIVITA’ DI LABORATORIO Circuiti e misure in corrente continua 4AL-FISICA Pagina 10 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it Interazioni magnetiche e campi magnetici COMPETENZE Analizzare la natura delle interazioni magnetiche. Mettere a confronto il campo elettrico e il campo magnetico. Caratterizzare la forza di Lorentz. Confrontare il moto di una carica in un campo elettrico e in un campo magnetico. Confrontare il lavoro su una carica in moto in un campo elettrico e in un campo magnetico. Analizzare il campo magnetico prodotto da una corrente. Introdurre la legge di Bioy-Savart. Analizzare le forze magnetiche tra due fili percorsi da corrente. Caratterizzare i materiali magnetici. Formalizzare l’effetto della forza magnetica su un filo percorso da corrente. Formalizzare il momento torcente su una spira percorsa da corrente. Definire le unità di misura ampère e coulomb. Formulare il teorema di Gauss per il flusso del campo magnetico. Formulare il teorema di Ampère per la circuitazione di un campo magnetico. ABILITÀ Definire il campo magnetico. Evidenziare la differenza tra cariche elettriche e poli magnetici. Descrivere il campo magnetico terrestre. Applicare la prima regola della mano destra al verso della forza di Lorentz. Descrivere la traiettoria circolare di una carica in un campo magnetico. Descrivere il funzionamento dello spettrometro di massa. Descrivere il motore elettrico. Applicare la seconda regola della mano destra al verso del campo magnetico generato da un filo percorso da corrente. Calcolare la forza magnetica esercitata da una corrente su una carica in moto. Descrivere il funzionamento della risonanza magnetica e del tubo a raggi catodici Descrivere il materiali ferromagnetici. Descrivere il magnetismo indotto. Analizzare la registrazione magnetica del suono e i treni a levitazione magnetica come applicazioni del magnetismo indotto. Calcolare l’intensità della forza magnetica su un filo di lunghezza data percorso da corrente. Calcolare il momento magnetico di una spira. Calcolare il campo magnetico di un solenoide. Determinare il campo magnetico generato da un filo percorso da corrente a partire dal teorema di Ampère CONOSCENZE I magneti. Caratteristiche del campo magnetico. Il campo magnetico terrestre. La forza di Lorentz. La regola della mano destra. La definizione operativa di campo magnetico. Il moto di una carica in un campo elettrico e in un campo magnetico. Il selettore di velocità. 4AL-FISICA Pagina 11 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it Lo spettrometro di massa. La forza magnetica su un filo percorso da corrente. Il momento torcente su una spira percorsa da corrente. Il motore elettrico. Il campo magnetico generato da un filo percorso da corrente. La seconda regola della mano destra. La legge di Biot-Savart. Forze magnetiche tra fili percorsi da corrente. Le definizioni operative di ampere e coulomb. Il campo magnetico generato da una spira percorsa da corrente. Il solenoide. La risonanza magnetica. Il tubo a raggi catodici. Il flusso del campo magnetico. Il teorema di Gauss. La circuitazione del campo magnetico. Il teorema di Ampère. I materiali magnetici. La temperatura di Curie. ATTIVITA’ DI LABORATORIO Fenomeni magnetici Forze elettromagnetiche Verifica sperimentale forza di Lorentz METODO DIDATTICO Lezione frontale, svolgimento di problemi al fine di sviluppare adeguate capacità logiche. Notevole sarà il tempo dedicato alla risoluzione di problemi e alle modellizzazioni. Attraverso l’esame dell’esperienza quotidiana si cerca di attivare gli studenti alla scoperta delle leggi fisiche. In alcuni casi si farà ricorso a supporti multimediali. Lo studente farà riferimento al libro di testo, agli appunti delle lezioni e ad eventuale materiale audiovisivo. VERIFICHE DELL’APPRENDIMENTO Le verifiche orali, intese come interrogazioni individuali, verranno attuate a discrezione dell’insegnante ed a richiesta dell’alunno e comunque almeno due a quadrimestre. Sono previste almeno due prove scritte a quadrimestre. Le prove scritte consistono in test a scelta multipla, soluzioni di semplici problemi, prove a risposte aperte, multiple e chiuse che riguarderanno gli argomenti trattati. Per verificare l’apprendimento si terrà conto anche del lavoro domestico svolto ed elaborato sul quaderno personale, della correzione in classe dei compiti assegnati per casa. Importante sarà l’operatività e quindi l’impegno dimostrato dallo studente nello svolgimento del laboratorio. Per ognuna delle prove sperimentali realizzate, lo studente dovrà eseguire la relazione ed essere in grado di relazionare oralmente 4AL-FISICA Pagina 12 di 13 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “P. HENSEMBERGER” ISTITUTO TECNICO: Elettrotecnica, Informatica, Meccanica e Meccatronica, Biotecnologie Sanitarie LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Via Berchet 2 - 20900 Monza 039324607 - Fax 0392326972 - C.F. 85018150152 - C.M. MITF410005 e-mail [email protected] - pec [email protected] - web: www.hensemberger.gov.it VALUTAZIONE La valutazione terrà conto dei progressi manifestati dallo studente non solo per quanto riguarda i contenuti, ma anche per la proprietà di linguaggio, l’abilità di operare, l’atteggiamento propositivo ovvero gli obiettivi didattici già definiti dal consiglio di classe. Per quanto riguarda il livello di sufficienza, esso verrà raggiunto nel caso in cui lo studente dimostrerà di conoscere i fenomeni fondamentali trattati, saperli esprimere in modo comprensibile e saper applicare la proprie conoscenze alle situazioni più semplici per quanto riguarda la soluzione dei problemi . La tabella di valutazione è quella stabilita dal Collegio docenti e declinata dal coordinamento di fisica. ATTIVITA’ DI RECUPERO Il recupero avverrà in itinere sia per richiesta degli studenti sia quando l’insegnante lo riterrà opportuno Inoltre è possibile venga attivato un corso di recupero nella settimana di sospensione delle attività didattiche. Monza 05 /11 / 2016 Prof.ssa Caterina Tripodi 4AL-FISICA Pagina 13 di 13