Registro delle Lezioni
Laboratorio di Fisica per Scienze della Formazione Primaria
Laurea quadriennale abilitante – Maior Scientifico - Terzo anno – 25 ore (3CFU)
Prof. Giovanna Puddu e Dott. Alessio Raimondi (esperto di laboratorio)
A.A. 2008-09
Corso di Fisica (2 volumi), Ugo Amaldi, Zanichelli oppure appunti per quanto riguarda il calcolo
dell’errore.
La Fisica per Maestri, D.D’Allasia, V.Montel, G.Rinaudo, Libreria Cortina Torino 2004.
Sennet: Elogio del saper fare, La Repubblica 8.12.2008 (L’uomo artigiano: The craftsman,
Sennet, Feltrinelli 2008)
1 settimana
3h 12/01/09
Introduzione al corso: La formazione scientifica degli insegnanti e l’importanza dell’approccio
laboratoriale
Misure e errore assoluto e relativo. Calcolo dell’errore anche per grandezze derivate.
Misure di lunghezza e calcolo di aree e volumi regolari.
Misura di volume per corpi di forma irregolare.
Il caso dell’arancia piena e senza buccia.
Il calibro. Sensibilità degli strumenti.
Misure di massa con diversi tipi di bilancia. Calcolo di densità.
2h 14/01/09
Corpi non omogenei e densità media. Grandezze estensive ed intensive.
Misure di volume per corpi di forma irregolare, di liquidi (olio) e di chiodini.
Misura della densità media.
Confronto fra misure e accordo entro l’errore.
Confronto fra misure e tabelle di densità.
Misura del periodo di un pendolo. Misure di tempo e uso di un cronometro.
Pendoli con diverse masse e diverse lunghezze.
Confronto fra il periodo misurato e quello calcolato dalla formula del pendolo.
2 settimana
3h 19/01/09
Forza, pressione, compressibilità dei gas, Principio di Archimede, densità e convezione,
dipendenza del tempo di una reazione chimica dalla temperatura:
Studio delle dipendenza dalla temperatura di una reazione (misura, a diverse temperature, del
tempo di scioglimento di una pastiglia effervescente in acqua. Interpolazione del comportamento
a temperature intermedie e verifica);
Compressibilità dei gas (misura della variazione relativa di volume dell’aria in una siringa in
funzione della variazione di pressione);
Il principio di Archimede: studio con oggetti diversi e dinamometro: misura della F di
Archimede. Densita’ dei liquidi a diverse temperature e studio delle correnti convettive.
Misura della temperatura di equilibrio raggiunta unendo due masse di acqua a diversa
temperatura.
La pressione dell’atmosfera è maggiore della pressione idrostatica dell’acqua in un bicchiere o in
una bottiglia.
2h 21/01/09
Forza, pressione, differenze di pressione, combustione e pressione, densità e convezione,
Principio di Archimede, scambi di calore e passaggi di stato:
Esperienze sulla pressione dei gas: La variazione di pressione provoca una forza. La pressione di
un gas varia con la temperatura. La combustione consuma ossigeno e diminuisce la pressione
dell’aria (salita del livello dell’acqua in un recipiente dove la pressione varia a causa della
combustione). Variazione della densità relativa acqua-uovo variando la densità dell’acqua
mettendo in soluzione del sale. Passaggio di un uovo sodo in un collo di bottiglia a causa della
depressione dovuta a combustione.
Studio della variazione del tempo di un passaggio di stato in dipendenza dalla temperatura e dalla
ventilazione (misura del tempo di evaporazione di una goccia di alcool o acqua in diverse
condizioni);
Principio di Archimede e densità media: movimento dei chicchi di uvapassa in una bibita gassata;
calcolo del volume di un corpo di forma qualunque e che affonda, dalla misura della F. di
Archimede.
3 settimana
3h 26/01/09
Ottica: Riflessione, rifrazione, riflessione totale, diffusione, dispersione. Lenti. Microscopio.
Esperienze con sorgenti di luce (sole, puntatori laser e candele), schermi, specchi, oggetti trasparenti
solidi di diverse forme, prisma, liquidi, goniometro.
Misura della distanza focale di una lente con un puntatore laser e con la luce del sole.
Montaggio di un banco ottico. Verifica della formula delle lenti per una lente convergente, con una
candela.
Il microscopio: classificazione per granularità di diversi materiali ottenuta misurando le dimensioni
dei granuli rispetto al diametro di un capello.
3h 28/01/09
Ottica: propagazione della luce (proiezione, ombre, proprietà dei materiali rispetto
alla luce: trasparenza, assorbimento...), riflessione totale, lenti e principio di sovrapposizione.
Diffrazione o interferenza.
Propagazione della luce: la camera oscura.
Studio della misura dell’ombra in funzione della distanza.
Verifica del principio di sovrapposizione per due ‘fasci’ luminosi (sorgenti puntatori laser).
Studio della rifrazione e riflessione totale in liquidi.
I limiti dell’ottica geometrica: la lunghezza d’onda della luce e la dimensione degli oggetti: esperienza
per mettere in evidenza fenomeni di diffrazione o interferenza con fori di diversa misura in uno
schermo (sorgente puntatore laser).
4 settimana
3h 02/02/09
Correnti elettriche e circuiti:
Correnti elettriche nei metalli. Differenze di potenziale, intensità di corrente e resistenza elettrica.
La legge di Ohm. Costruzione di piccoli circuiti con resistenze e diodi led. Resistenze in serie e
parallelo e misura della resistenza equivalente. Il Volt, l’Ampere e l’Ohm. Misure di V, R e i
con un multimetro. Verifica della legge di Ohm.
2h: 04/02/09
Modellini elettrici di porte logiche
L’algebra di Boole. Proposizioni (vere o false) e connettivi. Le funzioni AND, OR e NOT.
Realizzazione di circuiti logici con interruttori e swich: porte logiche elementari e fondamentali (And
e Or) e visualizzazione delle relative tabelle di verità tramite diodi LED.
5 settimana
3h 09/02/09
Sistemi di acquisizione e rappresentazione grafica dei dati.
Studio dell’andamento di una grandezza (temperatura, intensità luminosa), con sensori di alcune
grandezze fisiche interfacciati al sistema di acquisizione dati della Texas Instruments TI92 e relative
calcolatrici. Rappresentazione grafica dei dati.
Magnetismo :
Studio dell’interazione fra magneti (sospesi e liberi di muoversi sull’acqua).Costruzione di
un’elettrocalamita. Visualizzazione delle linee del campo magnetico dovuto a calamite e correnti
elettriche.
2h 11/02/09
Ancora raccolta di dati con sistemi di acquisizione e rappresentazione grafica dei dati e
visualizzazione delle linee del campo magnetico.
Riflessioni sulle relazioni.
Conclusione del corso.
