Programma svolto 5SA anno 13 – 14 (apri file)

SCUOLA SECONDARIA SUPERIORE ANNO SCOLASTICO 2013 - 2014
CLASSE 5 SCIENTIFICO A
Programma finale di fisica (insegnante M. Grazia Bevitori)
Argomenti svolti durante l’anno:
1) La natura della luce: doppia natura della luce, onda e corpuscolo, frequenza e lunghezza d'onda
della luce visibile, spettro della luce. Velocità della luce nel vuoto C = 3·108 m/s. Interferenza .
Esperimento della doppia fenditura di Young.
2) Relatività: Principio di relatività galileiana. Sistemi inerziali. Moto relativo. L’esperimento di
Michelson-Morley (1887): il problema dell'etere. I postulati della relatività ristretta. Le trasformazioni
di Lorentz. Il fattore . Contrazione delle lunghezze e dilatazione dei tempi. Tempo proprio, lunghezza
propria. Composizione relativistica delle velocità. Massa ed energia. Massa relativistica. E = m·C2 .
3) Elettrostatica: elettrizzazione dei corpi, concetto di carica; induzione elettrostatica, elettroscopio;
conduttori, isolanti; conservazione e quantizzazione della carica; la carica elementare: l'elettrone; l'unità
di misura della carica: il Coulomb. La legge di Coulomb: la forza elettrostatica fra due cariche
puntiformi (inversamente proporzionale al quadrato della distanza R); confronto con la forza di
gravitazione che è una forza solo attrattiva generata dalla massa. Il campo elettrico E; linee di forza del
campo elettrico; campo radiale generato da una carica isolata; campo generato da due cariche
puntiformi; campo generato da una distribuzione di cariche puntiformi, vettore risultante.
4) Flusso del campo elettrico  teorema di Gauss; le sorgenti del campo elettrico; distribuzione della carica
su un conduttore (esperienze di Faraday, gabbia); applicazioni del teorema di Gauss: campo di una sfera cava di
raggio R; campo uniforme di una lamina estesa; campo uniforme di due lamine (condensatore), campo di un filo.
Densità superficiale di carica, densità lineare di carica. Potere dispersivo delle punte; macchine elettrostatiche.
5) Energia potenziale e potenziale del campo elettrico: Lavoro della forza elettrostatica: L = F S cos; energia
potenziale elettrostatica: L = Uo – U1 = - U; (U = K q1· q2 / R); forza conservativa; conservazione dell'energia:
Etotale = ½ m v2 + U = costante; potenziale elettrico in un punto del campo E: V = U/q ( energia per unità di
carica); unità di misura del potenziale elettrico: il Volt e l’elettronVolt (eV). Differenza di potenziale V (o
d.d.p. o tensione V); V = - U/q = (Uo – U1)/q = lavoro del campo elettrico (E · Spostamento).
6) Capacità elettrica, unità di misura, capacità di un conduttore sferico, condensatore piano. Condensatori e
dielettrici. Energia di carica (lavoro per caricare un condensatore). Energia accumulata nel condensatore
L = ½ C·V2 = Q2/C. Circuito RC. Forza elettromotrice : carica del condensatore.
 = Ri + Q/C; Q = C (1 – e –t/RC). Costante di tempo = RC. Moto di una carica in un campo elettrico uniforme
all’interno di un condensatore piano, moto parabolico.
7) Cariche in moto; corrente e resistenza: intensità di corrente nei conduttori metallici, unità di misura,
l’Ampère, resistenza elettrica: le due leggi di Ohm, resistività  Energia nei circuiti elettrici, potenza dissipata
sotto forma di calore: W = V· i = V2/R, effetto Joule. Principi di Kirchhoff: principio di conservazione della
carica ( legge dei nodi), principio di conservazione dell'energia in un circuito elettrico (legge delle maglie).
Forza elettromotrice f.e.m ; collegamenti di resistenze in serie ed in parallelo.
8) Campo magnetico B (o induzione magnetica): magneti naturali, descrizione intuitiva del campo magnetico,
linee di forza, polo N e polo S, impossibilità di isolare la carica magnetica. Campo magnetico generato da un filo
percorso da corrente, prima regola della mano destra. Legge sperimentale di Biot e Savart.
9) Azione magnetica fra due fili percorsi da corrente: legge di Ampère, permeabilità magnetica o.Campi
generati da cariche in moto. L'ipotesi di Ampère: dipendenza delle proprietà magnetiche della materia da
microscopiche cariche in moto presenti all'interno di essa. Azione di un campo magnetico su un filo percorso da
corrente: F = B i L sin (legge di Laplace); seconda regola della mano destra per definire la direzione della
forza magnetica. Definizione di campo magnetico e sua unità di misura, T: il Tesla = N/(Am).
10) Azione di un campo magnetico su una carica in moto: F = q v x B ; forza di Lorentz. Forza di
Lorentz agente sulle particelle cariche come forza centripeta, perpendicolare al vettore velocità, moto di una
carica in un campo magnetico uniforme: mV2/R = qVBsen. Comportamento delle particelle cariche in un
campo magnetico. Campo magnetico terrestre: sua azione sulle particelle cariche del vento solare.
I rappresentanti di classe
Matteo Capicchioni – Lorenzo Visani
San Marino, 26 maggio 2014
L’insegnante
M. Grazia Bevitori