Isaac Asimov “Il libro di fisica”

Classe 4°E – ESTATE 2014
COMPITI FISICA
PER TUTTI:
Leggere il libro:
Isaac Asimov “Il libro di fisica” Arnoldo Mondadori ed. € 12,00
Testo consigliato:
Giovanni Filocamo “Mai più paura della fisica” Kowalski € 13,00
PER GLI STUDENTI PROMOSSI CON IL DEBITO SCOLASTICO
Sugli appunti e sul testo
Caforio e A. Ferilli “Fisica! Le regole del gioco” Le Monnier, V. 1,2
Studio e/o ripasso di tutto il programma svolto facendo in particolare
attenzione a:
TERMODINAMICA
Calore e sua misura, equivalente meccanico della caloria
Sistemi termodinamici. Trasformazioni termodinamiche. Leggi dei gas (BoyleMariotte, I e II di Gay-Lussac). Equazione di stato dei gas perfetti. Cenni sulla
teoria cinetica dei gas: equazione di Joule Clausius, energia cinetica media.
Lavoro termodinamico. Principi della termodinamica: principio zero e primo
principio. Calcolo dell’energia interna di un gas perfetto.
Il secondo principio della termodinamica: enunciato di Clausius, enunciato di
Kelvin, equivalenza dei due enunciati
Il ciclo di Carnot. Macchina di Carnot. Il principio di Nerst o terzo principio
della termodinamica.
Macchine termiche reali: macchina a vapore, motore a scoppio, motore diesel,
macchina frigorifera.
L’entropia di Clausius. Calcolo della variazione di entropia in una
trasformazione reversibile e irreversibile.
OSCILLAZIONI E ONDE
Direzione di vibrazione e direzione di propagazione. Fronti d’onda e raggi. Le
onde periodiche. La velocità di propagazione. Velocità di propagazione lungo
una corda tesa, una sbarra solida ed un fluido. L’energia di un’onda meccanica.
La funzione d’onda. Il principio di sovrapposizione. Interferenza. Le frange di
interferenza. Interferenza di onde che si propagano nella stessa direzione.
Principio di Huygens. Diffrazione delle onde. La propagazione delle onde e la
diffrazione secondo Huygens. La riflessione. Riflessione di una corda che si
propaga lungo una corda e nello spazio tridimensionale. La rifrazione. Riflessione e
rifrazione della luce
Produzione, propagazione e ricezione delle onde sonore. La propagazione del
suono.Le caratteristiche del suono. Suono puro, suono complesso e rumore. Altezza,
intensità e timbro di un suono. Limiti di udibilità e livello sonoro. La scala dei
decibel. Intensità fisica e intensità fisiologica. L’effetto Doppler. Le onde stazionarie
e la risonanza. L’energia trasportata dalla luce. Le grandezze che misurano l’energia
della luce, grandezze fotometriche. Misura della velocità della luce: metodi di
Galileo, Romer, Fizeau e Foucault. I corpuscoli di Newton, le onde di Huygens, i
fotoni di Einstein. L’interferenza secondo Young. L’interferometro a doppia
fenditura. La diffrazione della luce. La polarizzazione della luce.
FENOMENI ELETTRICI E MAGNETICI
La carica elettrica e le interazioni fra corpi elettrizzati. Conduttori ed isolanti.
Polarizzazione di un dielettrico. La legge di Coulomb. Forze fondamentali. Il campo
elettrico e il vettore E. Campo generato da cariche puntiformi. Teorema di Gauss.
Applicazioni del teorema di Gauss: campo generato da una distribuzione sferica di
carica, campo generato da una distribuzione piana di carica, campo in un
condensatore piano, campo generato da un filo carico. Esperimento di Millikan.
Energia potenziale elettrica. Potenziale elettrico e differenza di potenziale. Potenziale
del campo generato da una carica puntiforme o da una distribuzione sferica di carica.
Potenziale in un condensatore. La circuitazione del campo elettrico. Legge della
circuitazione.
Conduttori in equilibrio elettrostatico. Campo elettrico in prossimità della superficie
di un conduttore (teorema di Coulomb). Capacità elettrostatica. Capacità di un
condensatore piano. Effetto di un dielettrico sulla capacità di un condensatore.
Sistemi di condensatori: condensatori in serie e in parallelo.
Lavoro di carica di un condensatore. L’energia del campo elettrico. La conduzione
elettrica nei metalli. Il verso e l’intensità della corrente elettrica. I generatori elettrici
e la forza elettromotrice. Prima legge di Ohm. Seconda legge di Ohm. La resistività
dei metalli. Interpretazione microscopica delle leggi di Ohm. Circuiti elettrici a
corrente continua. La resistenza interna di un generatore. Resistori in serie e
resistenza equivalente. Resistori in parallelo e resistenza equivalente. Il reostato. La
potenza elettrica. L’effetto Joule. L’estrazione degli elettroni da un metallo. L’effetto
termoionico e l’effetto fotoelettrico. L’effetto Volta. L’effetto Seebeck. L’effetto
Peltier. L’effetto Thomson.
La pila di Volta. La disputa Galvani-Volta. Le soluzioni elettrolitiche e l’elettrolisi.
Prima e seconda legge di Faraday. L’equazione che esprime entrambi le leggi. La
conduzione elettrica nei gas. Conduzione nei gas a pressione normale. Conduzione
nei gas rarefatti.
Isaac Asimov
“Il libro di fisica”
Arnoldo Mondadori, 1984ed. € 12,00
Giovanni FILOCAMO
“Mai più paura della fisica”
Kowalski, 2011 euro 13,00 pagine 200
Il libro di fisica (Asimov's New Guide to Science) è un saggio di
Isaac Asimov pubblicato per la prima volta nel 1984.
Ci sono molte domande in cui ci imbattiamo ogni giorno, ma quella che
ci assilla più di tutte da quando eravamo bambini è sempre la stessa:
perché? Quali sono i motivi, i principi, le leggi che regolano il
funzionamento del grande orologio dell'Universo? E chi è l'orologiaio,
ammesso che esista? L'avventura della fisica, e di chi ha provato a
fornire all'umanità risposte a queste domande, è esaltante, romantica
e "in progress". In questo libro troverete successi, fallimenti, concetti
grazie ai quali abbiamo capito qualcosa di più del nostro mondo e
alcune idee che lo avrebbero cambiato per sempre, tutti raccontati e
sviluppati in un percorso accessibile e divertente attraverso la fisica
classica. Non mancheranno semplici esperimenti da realizzare anche
in casa. Siamo quotidianamente immersi in principi che possiamo
toccare, esperimenti che possiamo gustare e teorie da provare. La
fisica non è qualcosa di incomprensibile: al contrario può aiutarci a
capire meglio. Dal funzionamento del cosmo a quello dello sbrinatore
della macchina, dalle elettrocalamite al tostapane: ecco gli strumenti
per dare risposte ad alcune delle nostre domande irrisolte, soprattutto
a quella che resta più scottante: perché?
Il libro è strutturato in dieci capitoli ed analizza diverse branche
della fisica, in particolare astrofisica e fisica nucleare; l'autore
traccia una sorta di storia della disciplina utilizzando il suo classico
stile semplice e diretto. Il libro ovviamente riporta lo stato della
scoperte scientifiche nell'ambito della fisica noto al momento della
pubblicazione e risulta un po' datato soprattutto nei capitoli "Il
sistema solare" e "La macchina".
Capitoli
1. Cosa è la scienza?
2. L'universo
3. Il sistema solare
4. La Terra
5. L'atmosfera
6. Gli elementi
7. Le particelle
8. Le onde
9. La macchina
10. Il reattore