Programmazione di fisica
Primo biennio, secondo biennio e classe quinta.
Dipartimento di matematica e fisica
Anno scolastico 2016-2017
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Obiettivi generali
Dalle indicazioni ministeriali:
“Al termine del percorso liceale lo studente avrà appreso i concetti fondamentali della fisica, le
leggi e le teorie che li esplicitano, acquisendo consapevolezza del valore conoscitivo della disciplina
e del nesso tra lo sviluppo della conoscenza fisica ed il contesto storico e filosofico in cui essa si è
sviluppata.
In particolare, lo studente avrà acquisito le seguenti competenze:
- A: osservare e identificare fenomeni;
- B: formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi;
- C: formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione;
- D:fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove
l’esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili
significative, raccolta e analisi critica dei dati e dell'affidabilità di un processo di misura,
costruzione e/o validazione di modelli;
- E: comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui
vive.”
e
- F: trarre e gestire informazioni da fonti diverse
- G: padroneggiare gli strumenti espressivi ed argomentativi indispensabili per gestire l’interazione
comunicativa, facendo uso di un registro linguistico specifico; saper trasferire i contenuti in
contesti vari, correlando e adattando il registro linguistico ai diversi scopi comunicativi.
- H : rendere efficace l’organizzazione razionale della conoscenza mediante capacità di sintesi e
visione di insieme
Programmazione primo biennio
Obiettivi specifici di apprendimento
Alla fine del 1° biennio lo studente dovrà essere in grado di:
Analizzare un fenomeno o un problema individuandone gli elementi significativi, le relazioni, i dati
superflui, quelli mancanti e riuscendo a collegare premesse e conseguenze;
Eseguire in modo corretto semplici misure con chiara consapevolezza delle operazioni effettuate e
degli strumenti utilizzati;
Raccogliere, ordinare e rappresentare i dati ricavati, in modo chiaro e coerente, valutando gli
ordini di grandezza e le approssimazioni, mettendo in evidenza l'incertezza associata alla misura;
Esaminare dati e ricavare informazioni significative da tabelle, grafici e altra documentazione;
risolvere autonomamente semplici problemi, prospettare soluzioni e modelli;
Inquadrare in un medesimo schema logico situazioni diverse riconoscendo analogie e differenze;
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Avere conoscenze teoriche in base alle quali riflettere sulla validità dei risultati sperimentali;
Utilizzare semplici programmi informatici per l’elaborazione dei dati e la presentazione dei
risultati.
Con l'attività di laboratorio gli allievi dovranno inoltre:
Imparare a descrivere, anche per mezzo di schemi, le apparecchiature e le procedure utilizzate;
Sviluppare abilità operative connesse con l'uso degli strumenti;
Sviluppare capacità di lavoro in equipe;
Acquisire flessibilità nell'affrontare situazioni impreviste di natura concettuale e/o tecnica;
Sviluppare capacità di proporre semplici esperimenti atti a fornire risposte a problemi di natura
fisica.
Classe prima ordinamento e scienze applicate.
Prerequisiti
Le equivalenze, regole sulle potenze, alcune unità di misura comuni e loro conversione, formule
superficie di figure piane, teorema di Pitagora, formule superficie e volume di figure solide
Contenuti
Il metodo ed il linguaggio della fisica
Grandezza fisica. Grandezze fondamentali e derivate. Sistemi di unità di misura e Sistema
Internazionale, equivalenze.
Multipli e sottomultipli. Cifre significative. Potenze di 10. Ordini di grandezza. Notazione
scientifica. Concetto di misura di una grandezza fisica. Approssimazione di una misura per eccesso
e per difetto. Incertezza nella misura.
Incertezza assoluta. Come valutare l'incertezza sperimentale in alcuni casi semplici:
semidispersione.
Il risultato di una misura espresso come intervallo di confidenza. Incertezza relativa e percentuale.
Misure dirette e indirette.
Uso degli strumenti per la misura delle grandezze fisiche: portata sensibilità, precisione,
risoluzione, fondo scala.
Stima di una misura. Sensibilità dello strumento come incertezza assoluta. Esempi di misure
dirette di lunghezza, tempo, superfici e volumi. Esempi di misure indirette con calcolo dell’errore
assoluto determinate da somma, differenza, prodotto, quoziente. Densità di solidi, liquidi e gas.
Relazioni tra grandezze
Dall'osservazione di un fenomeno alla formulazione di una legge. Relazione proporzionalità
diretta, dipendenza lineare, proporzionalità inversa, proporzionalità quadratica. Come si disegna
un grafico. Come rappresentare le incertezze su un grafico. Linearizzazione.
Il calcolo vettoriale
Grandezze scalari e vettoriali, la rappresentazione delle grandezze vettoriali, operazioni con i
vettori: addizione, sottrazione, moltiplicazione per uno scalare, introduzione alle funzioni
goniometriche, scomposizione e forma cartesiana.
Le forze e l’equilibrio
La legge di Hooke. I vincoli. Forze a contatto e forze a distanza, la forza di gravità. La forza
risultante. Il momento di una forza. Il momento risultante. Equilibrio di un punto materiale e di un
corpo rigido. La legge d’azione e reazione. La forza di attrito.
Le forze nei fluidi
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La pressione e sue unità di misura, la pressione di un gas e di un liquido, principio di Pascal, legge
di Stevino, principio di Archimede, il galleggiamento dei corpi, la pressione atmosferica.
Attività di laboratorio
La strumentazione del laboratorio del liceo permette di poter realizzare la seguenti attività: utilizzo
di strumenti di misura di grandezze fisiche; sensibilità portata di uno strumento, misure di
lunghezze, superfici, volume densità, intervalli di tempo, massa. Relazioni tra grandezze fisiche,
relazione tra circonferenza e diametro di base di oggetti cilindrici, misura della costante di
elasticità di una molla, relazione fra altezza e are di base di cilindri di acqua di fissato volume,
relazione posizione tempo per un oggetto in moto, relazione tra lunghezza e periodo di un
pendolo.
La composizione delle forze, misura del coefficiente di attrito statico, equilibrio di un’asta, misura
della spinta di Archimede.
Indicazioni metodologiche
Nella classe prima si intende, per quanto possibile, privilegiare il lavoro sperimentale come base di
partenza per la formalizzazione della teoria. La risoluzione di esercizi e problemi potrà essere
finalizzata a sviluppare una maggiore padronanza delle tecniche di calcolo, capacità di analisi, e di
decodifica delle richieste e specifiche competenze disciplinari.
Ogni modulo sarà sviluppato secondo le seguente procedura metodologica:
• Controllo dei prerequisiti.
•
Presentazione dell’argomento, esplicitando necessità e finalità della trattazione ed
evidenziandone gli aspetti intuitivi, anche mediante dimostrazioni pratiche e lavoro in
laboratorio.
•
Formalizzazione del contenuto, mediante comunicazioni e lezioni frontali in cui vengono
fornite definizioni ed enunciati e dimostrati teoremi
•
Applicazioni del contenuto specifico mediante la risoluzione guidata di esercizi e problemi
graduati
•
Svolgimento di esercizi volti all’ottimizzazione delle strategie risolutive
•
Misurazione del livello di acquisizione dei contenuti mediante verifiche sia scritte che orali
•
Recupero dei contenuti minimi
•
Verifica della corretta acquisizione dei contenuti minimi
Valutazione
La valutazione terrà conto dei risultati delle varie verifiche secondo le modalità definite in ambito
disciplinare a cui verrà attribuito un diverso peso in relazione alla tipologia e agli obiettivi da
verificare.
La valutazione terrà conto anche dell’impegno e della puntualità nell’eseguire le consegne, della
collaborazione con i compagni e con l’insegnante.
La valutazione delle prove riferite all'accertamento delle competenze terrà conto: della
completezza e correttezza dello svolgimento, della argomentazione sui metodi utilizzati per la
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soluzione in riferimento alle teorie opportune, della correttezza del risultato, della corretta
rappresentazione di grafici e risultati, dell’ordine dell’elaborato.
La valutazione delle prove riferite all'accertamento delle conoscenze e abilità terrà conto della
acquisizione dei contenuti, della chiarezza e della correttezza espositiva e del linguaggio
disciplinare utilizzato, della capacità di collegare fenomeni e leggi.
Tipologie di prove: esercizi applicativi, semplici problemi, test a risposta multipla quesiti a risposta
aperta, relazione di laboratorio.
Numero di prove: almeno sei valutazioni nel corso dell'anno.
Criteri di valutazione: vedi quadro sinottico inserito nel POF e la scheda sulla valutazione delle
prove orali, allegata in coda al documento.
Note
I docenti concordano di seguire, per quanto possibile, l’ordine della trattazione dei temi sopra
scritti, per favorire un andamento “in parallelo” delle diverse classi in vista di possibili attività
pomeridiane di recupero.
Recupero
Le situazioni di difficoltà di studio verranno individuate in relazione a:- aspetti comportamentali e
movitazionali - aspetti cognitivi - abilità fondamentali.
L’insegnante indicherà ad ogni alunno le attività consigliate per il recupero: esercizi
individualizzati, affiancamento di un tutor, attività di sportello se organizzati dalla scuola.
Classe prima bilingue
Nel corrente anno scolastico è prevista l’attuazione del progetto di istituto che prevede un’ora
aggiuntiva al curricolo del bilingue. (vedi PTOF di Istituto)
La programmazione, così come la valutazione, è collegata alla disciplina matematica.
Contenuti
Il metodo ed il linguaggio della fisica
Grandezza fisica. Grandezze fondamentali e derivate. Sistemi di unità di misura e Sistema
Internazionale
Multipli e sottomultipli. Cifre significative. Potenze di 10. Ordini di grandezza. Notazione
scientifica. Concetto di misura di una grandezza fisica. Approssimazione di una misura per eccesso
e per difetto. Incertezza nella misura.
Incertezza assoluta. Come valutare l'incertezza sperimentale in alcuni casi semplici:
semidispersione.
Il risultato di una misura espresso come intervallo di confidenza. Incertezza relativa e percentuale.
(X% del monte ore annuale)
Misure dirette e indirette.
Uso degli strumenti per la misura delle grandezze fisiche: portata sensibilità, precisione,
risoluzione, fondo scala.
Stima di una misura. Sensibilità dello strumento come errore assoluto. Esempi dimisure dirette di
lunghezza, tempo, superfici e volumi. Esempi di misure indirette con calcolo dell’errore assoluto
determinate da somma, differenza, prodotto, quoziente, Densità di solidi, liquidi e gas.
Relazioni tra grandezze
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Dall'osservazione di un fenomeno alla formulazione di una legge. Relazione proporzionalità
diretta, dipendenza lineare, proporzionalità inversa, proporzionalità quadratica. Come si disegna
un grafico. Come rappresentare le incertezze su un grafico. Linearizzazione.
Esperienze di laboratorio
Utilizzo di strumenti di misura di grandezze fisiche; sensibilità portata di uno strumento, misure di
lunghezze, superfici, volume densità, intervalli di tempo, massa. Relazioni tra grandezze fisiche,
relazione tra circonferenza e diametro di base di oggetti cilindrici, misura della costante di
elasticità di una molla, relazione fra altezza e are di base di cilindri di acqua di fissato volume,
relazione posizione tempo per un oggetto in moto, relazione tra lunghezza e periodo di un
pendolo.
Metodi
Gli argomenti saranno trattati prevalentemente in laboratorio di fisica.
Valutazione
La valutazione terrà conto della completezza, precisione e ordine del materiale prodotto (schede,
esercizi, relazioni,..), della collaborazione con gli alunni e docenti, di prove scritte o pratiche.
Classe seconda ordinamento, scienze applicate e classi con
progetto bilingue.
Prerequisiti
Il concetto di forza e i diagrammi di corpo libero, il calcolo dei vettori (somma, sottrazione,
scomposizione, uso dei versori)
Contenuti classi di ordinamento e scienze applicate
Ottica geometrica.I raggi luminosi, la velocità della luce; riflessione, diffusione, rifrazione,
riflessione totale e angolo limite, dispersione; specchi piani e sferici, lenti sferiche convergenti e
divergenti, immagini reali e virtuali, fuoco di uno specchio/lente ed equazione dei punti coniugati;
cenni agli strumenti ottici (occhio, microscopio, telescopio).
La cinematica Sistema di riferimento, traiettoria, legge oraria, distanza percorsa e vettore
spostamento;
la velocità e l'accelerazione; il moto rettilineo uniforme e il moto uniformemente accelerato, la
caduta libera; cenni ai moti piani (parabolico, circolare).
Introduzione alle leggi della dinamica
Introduzione alle tre leggi della dinamica newtoniana, semplici applicazioni oggetti in caduta
libera, su piano inclinato, soggetti a forze di attrito dinamico, tensioni, forze vincolari.
Lavoro ed energia
Prodotto scalare di due vettori e sue proprietà, lavoro di una forza costante; l'energia cinetica,
teorema dell'energia cinetica, la potenza, energia potenziale gravitazionale e elastica,
conservazione dell’energia meccanica.
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Termologia e calorimetria
La temperatura e le sue unità di misura, equilibrio termico e principio zero della termodinamica; la
dilatazione termica nei solidi e nei liquidi, strumenti di misura della temperatura, comportamento
anomalo dell'acqua, i gas e le loro leggi; il calore, capacità termica e calore specifico, i calorimetri;
cenni alla propagazione del calore e all'irraggiamento;
gli stati della materia e le trasformazioni di fase, calore latente.
Contenuti classi bilingue
Il metodo ed il linguaggio della fisica
Definizione e misura delle grandezze fisiche, le grandezze fondamentali della meccanica,
grandezze derivate ed analisi dimensionale, la notazione scientifica, il Sistema Internazionale delle
unità di misura, multipli e sottomultipli;
misure dirette e indirette, errori di misura, errore assoluto, relativo e percentuale, stime
dell’errore, la propagazione degli errori nelle misure indirette, cifre significative;
rappresentazione dei dati sperimentali, rappresentazione matematica e grafica di leggi fisiche: la
proporzionalità diretta, la relazione lineare, la proporzionalità quadratica, la proporzionalità
inversa e la legge dell’inverso del quadrato.
Il calcolo vettoriale
Grandezze scalari e vettoriali, operazioni con i vettori: addizione, sottrazione, scomposizione e
forma cartesiana.
Le forze e l’equilibrio
Definizione di forza e sua unità di misura, il punto materiale e il corpo rigido;
la legge di Hooke e la forza elastica, le reazioni vincolari, la forza peso, la tensione, la forza
d'attrito, la forza risultante, l'equilibrio del punto materiale;
il momento di una forza, il momento risultante; l' equilibrio di un corpo rigido;
la legge d’azione e reazione.
La cinematica
Sistemi di riferimento; posizione e spostamento; le grandezze della cinematica: velocità,
accelerazione ; descrizione di moti rettilinei per mezzo di opportune rappresentazioni grafiche;
studio dei principali tipi di moto: moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato, moto
circolare uniforme, accelerazione centripeta e velocità angolare
Introduzione alla dinamica
I principi della dinamica e loro applicazione; i moti dal punto di vista dinamico; lavoro ed energia:
energia cinetica, energia potenziale e analisi di alcune le trasformazioni energetiche.
Attività di laboratorio
Classi di ordinamento e scienze applicate: legge della rifrazione, misura della lunghezza focale di una lente
(legge dei punti coniugati), studio del moto rettilineo uniforme, uniformemente accelerato, moto di caduta
libera mediante la rotaia a cuscino d’aria, studio della conservazione dell’energia meccanica, misura del
calore specifico di un oggetto metallico.
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classi con sperimentazione bilingue: misure di lunghezze aree, volume densità, intervalli di tempo, massa.
Relazioni tra grandezze fisiche, relazione tra circonferenza e diametro di base di oggetti cilindrici, misura
della costante di elasticità di una molla, relazione fra altezza e area di base di cilindri di acqua di fissato
volume, relazione posizione tempo per un oggetto in moto, relazione tra lunghezza e periodo di un
pendolo.
La composizione delle forze, misura del coefficiente di attrito statico, equilibrio di un’asta, misura della
spinta di Archimede, studio del moto rettilineo uniforme, uniformemente accelerato, moto di caduta libera
mediante la rotaia a cuscino d’aria, studio della conservazione dell’energia meccanica.
Indicazioni metodologiche
La trattazione teorica degli argomenti e il lavoro sperimentale saranno, per quanto possibile, sempre
correlati. Maggiore rilevanza sarà dedicata alla risoluzione di esercizi e problemi per sviluppare
maggiormente le capacità di analisi, di decodifica delle richieste e delle specifiche competenze disciplinari.
Ogni modulo sarà sviluppato utilizzando il seguente metodo di lavoro:
Controllo dei prerequisiti
Presentazione dell’argomento, esplicitando necessità e finalità della trattazione ed
evidenziandone gli aspetti intuitivi, anche mediante dimostrazioni pratiche e lavoro in laboratorio.
Formalizzazione del contenuto, mediante comunicazioni e lezioni frontali in cui vengono fornite
definizioni ed enunciati e dimostrati teoremi
Applicazioni del contenuto specifico mediante la risoluzione guidata di esercizi e problemi graduati
Svolgimento di esercizi volti all’ottimizzazione delle strategie risolutive
Misurazione del livello di acquisizione dei contenuti mediante verifiche sia scritte che orali
Recupero dei contenuti minimi
Verifica della corretta acquisizione dei contenuti minimi
Valutazione
La valutazione terrà conto dei risultati delle varie verifiche secondo le modalità definite in ambito
disciplinare a cui verrà attribuito un diverso peso in relazione alla tipologia e agli obiettivi da
verificare.
La valutazione terrà conto anche dell’impegno e della puntualità nell’eseguire le consegne, della
collaborazione con i compagni e con l’insegnante.
La valutazione delle prove riferite all'accertamento delle competenze terrà conto: della
completezza e correttezza dello svolgimento, della argomentazione sui metodi utilizzati per la
soluzione in riferimento alle teorie opportune, della correttezza del risultato, della corretta
rappresentazione di grafici e risultati, dell’ordine dell’elaborato.
La valutazione delle prove riferite all'accertamento delle conoscenze e abilità terrà conto della
acquisizione dei contenuti, della chiarezza e della correttezza espositiva e del linguaggio
disciplinare utilizzato, della capacità di collegare fenomeni e leggi.
Tipologie di prove: esercizi applicativi, semplici problemi, test a risposta multipla quesiti a risposta
aperta, relazione di laboratorio.
Numero di prove: almeno sei valutazioni nel corso dell'anno.
Prove comuni: 1 prova comune nel mese di aprile
Criteri di valutazione: vedi quadro sinottico inserito nel POF e la scheda sulla valutazione delle
prove orali, allegata in coda al documento.
,
Scansione temporale
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I docenti concordano di seguire, per quanto possibile, l’ordine sopra esposto, per favorire un andamento
“in parallelo” delle diverse classi in vista di possibili attività pomeridiane di recupero.
Recupero
L’insegnante indicherà ad ogni alunno le attività consigliate per il recupero: esercizi individualizzati,
affiancamento di un tutor, attività di sportello se organizzati dalla scuola.
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Programmazione secondo biennio
Obiettivi specifici di apprendimento
“Nel secondo biennio il percorso didattico darà maggior rilievo all’impianto teorico (le leggi della fisica) e alla sintesi
formale (strumenti e modelli matematici), con l’obiettivo di formulare e risolvere problemi più impegnativi, tratti anche
dall’esperienza quotidiana, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi fisiche. Inoltre, l’attività
sperimentale consentirà allo studente di discutere e costruire concetti, progettare e condurre osservazioni e misure,
confrontare esperimenti e teorie.
Abilità – competenze: lo studente deve saper utilizzare le conoscenze acquisite per
individuare fra le argomentazioni di un discorso quelle di tipo scientifico
acquisirne di nuove
spiegare fenomeni e trarre conclusioni basate sui fatti
comprendere i tratti distintivi della scienza, intesa come forma di sapere e
d’indagine propria degli esseri umani
avere la consapevolezza di come scienza e tecnologia plasmino il nostro ambiente
materiale, intellettuale e culturale
avere la capacità di confrontarsi con temi, che abbiano una valenza di tipo
scientifico, nonché con le idee della scienza, da cittadino che riflette.
:
Indicatori delle competenze e abilità acquisite
•
Conoscenze o concetti scientifici, ovvero le connessioni che consentono di
comprendere le relazioni fra fenomeni, dove i concetti legati alla fisica devono essere
applicati e non soltanto riconosciuti
•
•
Processi di tipo scientifico che ruotano attorno alla capacità di acquisire e
interpretare elementi di prova e di agire sulla base delle medesime. Queste competenze
sono correlate con
a) il descrivere, spiegare e prevedere fenomeni di carattere scientifico,
b) il comprendere che cosa sia un’indagine di tipo scientifico
c) l’interpretare dati e trarre conclusioni di carattere scientifico
•
Situazioni o contesti in cui operare l’applicazione di conoscenze scientifiche e in cui
utilizzare processi di tipo scientifico.
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Programmazione classe terza ordinamento, scienze applicate,
bilingue.
Prerequisiti
I vettori: operazioni con i vettori; scomposizione in un sistema di coordinate; somma, differenza.
Cinematica: le leggi dei moti a traiettoria rettilinea, uniforme e uniformemente accelerato
Dinamica: le leggi di Newton e applicazioni al moto monodimensionale, energia cinetica, energia
potenziale e conservazione dell’energia meccanica.
Contenuti specifici
1. Vettori e relative operazioni; prodotto scalare e prodotto vettoriale.
2. Composizione dei moti nel piano: vettore spostamento, vettore velocità, vettore accelerazione;
moto parabolico, moto circolare uniforme ( vettori velocità tangenziale, accelerazione centripeta e
velocità angolare ), moto circolare uniformemente accelerato.
3. I sistemi di riferimento inerziali e la relatività galileiana. Sistemi di riferimento non inerziali. Le
forze e l’analisi dinamica dei moti (in particolare moto circolare)
4. Energia e sue trasformazioni : (se non sviluppata nel biennio) lavoro di una forza costante con
spostamenti rettilinei e curvilinei, lavoro di una forza variabile; forze conservative e dissipative;
energia potenziale della forza peso , della forza elastica e sua definizione generale ; teorema
dell’energia cinetica; energia meccanica in presenza di forze non conservative. Conservazione
dell’energia meccanica.
5. Quantità di moto e urti: Impulso e quantità di moto, teorema dell’impulso;conservazione della
quantità di moto; urti elastici e anelastici mono e bidimensionali; il centro di massa.
6.Dinamica rotazionale:Ripasso moto circolare, le variabili angolari, definizione di momento di una
forza . Definizione di corpo rigido, condizioni di equilibrio di un corpo rigido grandezze fisiche nella
descrizione del moto circolare (velocità angolare, accelerazione angolare), moto circolare
uniforme e uniformemente accelerato(ripasso), relazione tra grandezze lineari e angolari,
equazioni della dinamica rotazionale, definizione di momento angolare per una particella,
variazione e conservazione del momento angolare, momento di inerzia di un sistema di particelle e
di un corpo rigido , rotazione di un corpo rigido attorno a un asse fisso, energia cinetica rotazionale
7. La gravitazione:
La legge della gravitazione universale: percorsi epistemologici sul dibattito del XVI e XVII secolo;
leggi di Keplero e loro deduzione dalle leggi della dinamica e da quelle di conservazione. il moto
dei satelliti, l’energia potenziale gravitazionale, campo gravitazionale, la velocità di fuga. Validità e
limiti della teoria classica della gravitazione .
8. Leggi dei gas: Caratteristiche dei gas e variabili di stato, legge di Boyle e di Gay- Lussac (se non
già trattati al biennio), il gas perfetto e la sua equazione di stato, teoria cinetica dei gas, pressione
di un gas perfetto, energia cinetica delle molecole di un gas perfetto, l’energia interna di un gas
perfetto, la distribuzione delle velocità molecolari, il cammino libero medio.
10. Termodinamica:
Sistema chiuso e sistema isolato, variabili di stato, trasformazioni quasi statiche, lavoro
termodinamico, quantità di calore scambiato, primo principio della termodinamica, e sue
applicazioni., Enunciati di Kelvin e Clausius del secondo principio della termodinamica, le macchine
termiche, il ciclo di Carnot il concetto di rendimento e suo legame con il secondo principio, il
teorema di Carnot, la disuguaglianza di Clausius, il concetto di entropia
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Per le classi bilingue
Calorimetria : Completamento dei seguenti argomenti: temperatura e calore, capacità termica e
calore specifico, equivalente meccanico del calore, equilibrio termico, dilatazione di solidi e liquidi,
trasmissione del calore, calore latente e passaggi di stato*
Tabella di sintesi classe terza
Modulo 1:
Algebra vettoriale
COMPETENZE DISCIPLINARI DI OBIETTIVI SPECIFICI
CONTENUTI
BASE
DI APPRENDIMENTO
Utilizzare i vettori per il In situazioni concrete lo studente sa approfondimento dell’algebra vettoriale: operazioni
trattamento
quantitativo confrontare e interpretare scenari con i vettori; scomposizione in un sistema di
dell’informazione
diversi e sa prendere decisioni sulla coordinate; somma, differenza, prodotto scalare e
base di dati espressi mediante vettoriale .
tabelle e grafici e situazioni
problema.
Modulo 2: Cinematica Utilizzare le leggi della cinematica Sa confrontare il moto di oggetti e le leggi dei moti a traiettoria rettilinea, uniforme e
monodimensionale
per analizzare e prevedere il moto sa
interpretarne
la uniformemente accelerato e loro estensione nello
di oggetti
tipologia,riconducendola a casi spazio bidimensionale
studiati
Modulo 3: I moti nel Interpretare i moti reali e saper Sa collocare un corpo in movimento Composizione dei moti nel piano: vettore
piano
scegliere un opportuno sistema di in un sistema di riferimento spostamento,
velocità,
accelerazione,
moto
riferimento per descriverli in modo conveniente e sa descriverlo parabolico, circolare uniforme ( vettori velocità
ottimale
utilizzando le leggi della cinematica. tangenziale, accelerazione centripeta e velocità
angolare ), moto circolare uniformemente accelerato
Modulo 4 : le leggi Acquisire il concetto di forza in Sa individuare gli effetti di una o più Le leggi della dinamica e i sistemi di riferimento
della dinamica
ambito fisico, acquisire il concetto forze di contatto o a distanza nel inerziali e non inerziali e la relatività galileiana
che le forze sono causa della moto reale di corpi, riconosce nelle
variazione dello stato di moto di diverse situazioni se il moto si
un oggetto. Acquisire il concetto di svolge in sistemi inerziali o non
inerziali, sa riconoscere grandezze
inerzia.
invarianti
Modulo 5: le forze e Capire la disposizione ottimale Sa individuare le forze interne e Le forze e analisi dinamica dei moti, forze interne e
applicazione delle leggi delle forze per ottenere effetti esterne che agiscono su un corpo, forze esterne, forza gravitazionale, coppie di forze,
della dinamica
voluti, capire il ruolo delle forze di riconosce forze costanti e forze ripresa delle forze vincolari e forze di attrito, forza
attrito
nel
mondo
reale, variabili, forze fittizie e forze reali; elastica
individuare l’ insorgere di forze comprende i principi della dinamica
fittizie in sistemi accelerati
in termini di forze, capisce
l’esistenza delle coppie azione e
reazione,
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Modulo 6: energia e Conoscere il significato di energia, Sa
distinguere
tra
forze La conservazione dell’energia: lavoro di una forza
sue trasformazioni
distinguere le diverse forme in cui conservative e non conservative e costante con spostamenti rettilinei e curvilinei,
si presenta e essere in grado di prevedere i loro effetti, sa valutare lavoro di una forza variabile; forze conservative e
descrivere le trasformazioni tra la implicazione energetica in dissipative; definizione generale di energia
una forma e un’altra.
problemi collegabili a contesti reali. potenziale e sua esplicitazione nel caso di forza
gravitazionale e forza elastica; teorema dell’energia
cinetica; energia meccanica in presenza di forze non
conservative. Conservazione dell’energia meccanica.
Modulo 7 : quantità di Riconoscere l’importanza delle Sa distinguere urti elastici e urti La conservazione della quantità di moto: quantità di
moto, teorema dell’impulso; urti elastici e anelastici
moto e urti
leggi di conservazione per la anelastici
comprensione
di
fenomeni Sa collegare il teorema dell’impulso mono e bidimensionali; il centro di massa
complessi, Individuare contesti la alle leggi di Newton, sa riconoscere
cui descrizione è conveniente l’importanza e l’efficacia del
mediante la conservazione della concetto di centro di massa
quantità di moto, comprendere
l’importanza del concetto di
impulso nei fenomeni reali.
Modulo 8 : dinamica Individuare le cause e gli effetti Sa paragonare il moto traslatorio di Momento angolare e sua conservazione: energia
rotazionale
della rotazione di oggetti o di un corpo soggetto a una forza cinetica di un corpo esteso in rotazione, il momento
sistemi
di
oggetti,
saper costante con il moto rotatorio di un di inerzia di un sistema di particelle e di un corpo
individuare parametri che rendono corpo attorno a un asse fisso. Sa rigido, momento della forza e condizioni di equilibrio
gli
effetti
della di un corpo rigido, momento angolare di un sistema
ergonomici oggetti di uso comune individuare
conservazione
del
momento di particelle e di un corpo esteso, la conservazione
rispetto alle rotazioni
del momento angolare.
angolare in situazioni reali
Modulo
9:
gravitazione
La Rendersi conto delle interazioni Conosce il percorso storico che ha Le leggi della gravitazione universale:; leggi di
tra corpi sulla Terra e nell’universo portato alla formulazione della Keplero e loro deduzione dalle leggi della dinamica e
e comprendere la struttura legge di gravitazione classica, da quelle di conservazione. il moto dei satelliti,
potenziale
gravitazionale,
campo
conosce le leggi fondamentali che l’energia
dell’Universo.
regolano il moto degli oggetti gravitazionale, la velocità di fuga
celesti e le loro implicazioni
pratiche, riconosce l’universalità
delle legge di gravitazione
Modulo
10: Riconoscere i parametri che Riconosce la tipologia della Temperatura e calore, capacità termica e calore
Calorimetria e leggi dei intervengono nelle situazioni reali trasformazioni dei gas, conosce le specifico, equivalente meccanico del calore,
gas
di ottimizzazione delle fonti leggi dei gas e l’equazione dei gas equilibrio termico, dilatazione di solidi e liquidi,
energetiche, capire “gli aspetti ideali, conosce la relazione tra trasmissione del calore, calore latente e passaggi di
positivi e negativi dell’effetto serra velocità quadratica media delle stato
e il meccanismo e conseguenze del molecole
e
pressione
e Caratteristiche dei gas e variabili di stato, legge di
comportamento
anomalo temperatura, conosce il ruolo di un Boyle e di Gay- Lussac (se non già trattati al biennio),
dell’acqua”,
modello per la formulazione di una il gas perfetto e la sua equazione di stato, teoria
cinetica dei gas, pressione di un gas perfetto, energia
teoria
cinetica delle molecole di un gas perfetto, l’energia
interna di un gas perfetto, la distribuzione delle
Modulo
Termodinamica
13
velocità molecolari, il cammino libero medio.
11: Riconoscere
i
principi
di Riconosce la differenza fra sistema Sistema chiuso e sistema isolato,
funzionamento delle macchine chiuso e sistema isolato interpreta il variabili di stato, trasformazioni quasi statiche,
termiche di uso comune per primo
principio
come lavoro termodinamico, quantità di calore scambiato,
l’ottimizzazione del loro utilizzo e riformulazione del principio di primo principio della termodinamica,
e sue
funzionamento.
conservazione
dell’energia applicazioni.
riconosce
la
necessità , Enunciati di Kelvin e Clausius del secondo principio
dell’introduzione
del
secondo della termodinamica, le macchine termiche, il ciclo di
principio per la descrizione delle Carnot il concetto di rendimento e suo legame con il
trasformazioni
termodinamiche, secondo principio, il teorema di Carnot, la
Inquadra e comprende l’importanza disuguaglianza di Clausius, il concetto di entropia.
degli studi sulla termodinamica
nell’ambito
della
rivoluzione
industriale
Attività di laboratorio
Si proporranno almeno tre tra le seguenti esperienze: studio del moto parabolico, studio di un
sistema dal punto di vista della conservazione dell’energia, studio di un pendolo balistico, studio di
urti sulla rotaia a cuscino d'aria. Misura del calore specifico*(*classi bilingue)
Indicazioni metodologiche
Ogni modulo sarà sviluppato utilizzando il seguente metodo di lavoro:
controllo dei prerequisiti; presentazione dell’argomento, fatta esplicitando necessità e finalità
della trattazione ed evidenziandone gli aspetti intuitivi; osservazione diretta dei fenomeni, quando
possibile, in laboratorio di fisica; attività di gruppo o individuali per l’esame di situazioni
problema ; formalizzazione del contenuto , mediante comunicazioni e lezioni frontali, applicazioni
del contenuto specifico mediante la risoluzione guidata di esercizi e problemi graduati;
misurazione del livello di acquisizione dei contenuti mediante verifiche sia scritte che orali, al fine
di verificare la corretta acquisizione dei contenuti specifici; recupero dei contenuti non
adeguatamente appresi
Valutazione
La valutazione terrà conto dei risultati delle varie verifiche secondo le modalità definite in ambito
disciplinare a cui verrà attribuito un diverso peso in relazione alla tipologia e agli obiettivi da
verificare.
Tipologia di prove di valutazione: esercizi o problemi articolati, trattazione sintetica di argomenti,
relazioni di laboratorio, test a risposta chiusa o aperta, esposizioni di approfondimenti
Criteri di valutazione: vedi quadro sinottico inserito nel POF e la scheda sulla valutazione delle
prove orali, allegata in coda al documento.
Recupero
L’insegnante indicherà ad ogni alunno le attività consigliate per il recupero: esercizi individualizzati,
affiancamento di un tutor, attività di sportello, se organizzati dalla scuola.
Programmazione classe quarta ordinamento, scienze applicate
Prerequisiti
Leggi della dinamica. Ottica geometrica.
Contenuti specifici
Completamento del programma dell’anno scolastico precedente.
Per le classi bilingue
Cenni di ottica geometrica: legge della riflessione, rifrazione, fibre ottiche, lenti e specchi.
Per le classi di ordinamento e scienze applicate e bilingue
1. Il moto periodico, il moto armonico semplice e smorzato, aspetti cinematici e energetici.
le onde nei mezzi elastici: dalle oscillazioni alle onde; onde in una corda, onde trasversali e
longitudinali, grandezze caratteristiche in un’onda, l’energia e la potenza in un’onda, le onde sulle
superfici dei liquidi, la riflessione , la rifrazione di un’onda , il principio di sovrapposizione,
14
l’interferenza, la diffrazione il principio di Huygens, la polarizzazione, le onde stazionarie, la
risonanza. La natura ondulatoria della luce.
2. Elettrostatica: fenomeni elettrostatici, metodi di elettrizzazione, conservazione della carica, la legge di
Coulomb, la costante dielettrica del vuoto e di un mezzo materiale, confronto con la forza gravitazionale, il
principio di sovrapposizione della forza.
Dalle forze ai campi: definizione operativa di campo, campo elettrico di una o più cariche puntiformi, le
linee di campo, flusso del campo elettrico, il Teorema di Gauss, campo elettrico di distribuzioni continue di
carica.
3. Potenziale elettrostatico: Lavoro della forza elettrostatica, l’energia potenziale elettrica di cariche
puntiformi, il potenziale elettrostatico, relazione fra campo elettrico e potenziale, moto delle cariche nei
campi elettrici, circuitazione del campo elettrico statico, distribuzione delle cariche e potenziale in un
conduttore carico, conduttori e dielettrici in un campo elettrostatico, capacità elettrica di un conduttore, il
condensatore, collegamento di condensatori, l’energia di un condensatore.
4. La corrente elettrica in un conduttore metallico: l’intensità della corrente elettrica, interpretazione
microscopica della corrente elettrica, resistenza di un conduttore , prima legge di Ohm, seconda legge di
Ohm, resistenza e temperatura, interpretazione microscopica delle leggi di Ohm, generatore elettrico, legge
di Ohm generalizzata, le leggi di Korchhoff, collegamento di resistori in serie e in parallelo, l’effetto Joule
della corrente elettrica,
5. Il campo magnetico: i magneti, il campo magnetico, il vettore induzione magnetica, il campo magnetico
prodotto da una corrente (filo rettilineo, spira circolare, solenoide), interazione magnete - corrente,
interazione corrente - corrente, azione del campo magnetico su una spira percorsa da corrente (calcolo del
momento meccanico), momento magnetico di una spira,, interpretazione dell’esperimento di Oersted, le
proprietà del campo magnetico (flusso e circuitazione).
La forza di Lorentz, interpretazione microscopica della forza su un conduttore percorso da corrente, il moto
delle cariche in un campo magnetico uniforme, l’esperimento di Thomson. Il campo magnetico nella
materia, permeabilità magneticaciclo di isteresi.ciclo di isteresi.
Tabella di sintesi
Modulo 1:
Oscillazioni e onde
15
COMPETENZE DISCIPLINARI OBIETTIVI SPECIFICI
CONTENUTI
DI BASE
DI APPRENDIMENTO
Descrivere e interpretare i In situazioni concrete lo studente sa Il moto periodico, il moto armonico aspetti
fenomeni ondulatori
confrontare e interpretare scenari diversi ; cinematici e energetici, le onde nei mezzi
sa riconoscere i caratteri di periodicità e di elastici: dalle oscillazioni alle onde, onde n
armonicità dei fenomeni;
una corda, onde trasversali e longitudinali,
grandezze caratteristiche in un’onda,
l’energia e la potenza in un’onda, le onde
sulle superfici dei liquidi, la riflessione , la
rifrazione , il principio di sovrapposizione,
l’interferenza la diffrazione il principio di
Huygens, la polarizzazionea polarizzazione
le onde stazionarie, la risonanza. La natura
ondulatoria della luce.
Modulo
elettrici
2:
Campi Analizzare le proprietà e le Conoscere le proprietà del campo elettrico Le cariche elettriche e la legge di Coulomb,
caratteristiche della forza e riconoscerne gli effetti in contesti reali. fenomeni
elettrostatici,
metodi
di
elettrostatica e collegare il Saper individuare, analogie e differenze di elettrizzazione, conservazione della carica,
concetto di forza a quello di diverse interazioni. Capire la differenza la legge di Coulomb, la costante dielettrica
campo
concettuale tra forza e campo, riconoscere del vuoto e di un mezzo materiale,
fenomeni di interazione tra corpi carichi. confronto con la forza gravitazionale, il
principio di sovrapposizione della forza.
Dalle forze ai campi: definizione operativa
di campo, campo elettrico di una o più
cariche puntiformi, le linee di campo, flusso
del campo elettrico, il Teorema di Gauss,
campo elettrico di distribuzioni continue di
carica. Potenziale elettrostatico: la forza
elettrostatica è conservativa , l’energia
potenziale elettrica di cariche puntiformi, il
potenziale elettrostatico, relazione fra
campo elettrico e potenziale, moto delle
cariche nei campi elettrici, circuitazione del
campo elettrico statico, distribuzione delle
cariche e potenziale in un conduttore
carico, conduttori e dielettrici in un campo
elettrostatico, capacità elettrica di un
conduttore, il condensatore, collegamento
di
condensatori,
l’energia
di
un
condensatore.
Modulo 3: La corrente Analizzare
gli
elementi Conoscere il concetto di corrente, di La corrente elettrica in un conduttore
elettrica nei metalli
fondamentali della struttura circuito e le tipologie di collegamenti di metallico:
l’intensità
della corrente
dei materiali
resistori, saper analizzare e risolvere un elettrica, interpretazione microscopica della
circuito elettrico
corrente elettrica, resistenza di un
conduttore , prima legge di Ohm, seconda
legge di Ohm, resistenza e temperatura,
interpretazione microscopica delle leggi di
Ohm, generatore elettrico, legge di Ohm
generalizzata, , collegamento di resistori in
serie e in parallelo, l’effetto Joule della
corrente elettrica ,
Modulo 4 : Il campo Descrivere
e analizzare Conoscere le proprietà del campo Il campo magnetico: i magneti, il campo
magnetico
fenomeni magnetici
magnetico. e riconoscerne gli effetti in magnetico, il vettore induzione magnetica,
contesti reali. Saper riconoscere analogie e il campo magnetico prodotto da una
corrente (filo rettilineo, spira circolare,
differenze di diverse interazioni.
solenoide), interazione magnete corrente,
interazione corrente corrente, azione del
campo magnetico su una spira percorsa da
corrente momento magnetico di una spira
(calcolo
del
momento
meccanico),
momento magnetico di una spira,
interpretazione
dell’esperimento
di
Oersted, le proprietà del campo magnetico
(flusso circuitazione). Moto delle cariche nei
campi magnetici:, la forza di Lorentz ,
interpretazione microscopica della forza su
un conduttore percorso da corrente, il moto
delle cariche in un campo magnetico
uniforme, l’esperimento di Thomson. Il
campo
magnetico
nella
materia,
permeabilità magnetica, ciclo di isteresi.
ciclo di isteresi.
Attività di laboratorio
Si proporranno almeno tre tra le seguenti esperienze: legge di Ohm, Legge di Joule, studio delle onde
mediante l'ondoscopio, esperienza di Thomson.
Indicazioni metodologiche
Ogni modulo sarà sviluppato utilizzando il seguente metodo di lavoro:
16
controllo dei prerequisiti; presentazione dell’argomento, fatta esplicitando necessità e finalità
della trattazione ed evidenziandone gli aspetti intuitivi; osservazione diretta dei fenomeni, quando
possibile, in laboratorio di fisica; attività di gruppo o individuali per l’esame di situazioni
problema ; formalizzazione del contenuto , mediante comunicazioni e lezioni frontali, applicazioni
del contenuto specifico mediante la risoluzione guidata di esercizi e problemi graduati;
misurazione del livello di acquisizione dei contenuti mediante verifiche sia scritte che orali, al fine
di verificare la corretta acquisizione dei contenuti specifici; recupero dei contenuti non
adeguatamente appresi
Valutazione
La valutazione terrà conto dei risultati delle varie verifiche secondo le modalità definite in ambito
disciplinare a cui verrà attribuito un diverso peso in relazione alla tipologia e agli obiettivi da
verificare.
Tipologia di prove di valutazione: esercizi o problemi articolati, trattazione sintetica di argomenti,
relazioni di laboratorio, test a risposta chiusa o aperta, esposizioni di approfondimenti
Criteri di valutazione: vedi quadro sinottico inserito nel POF e la scheda sulla valutazione delle
prove orali, allegata in coda al documento.
Recupero
L’insegnante indicherà ad ogni alunno le attività consigliate per il recupero: esercizi individualizzati,
affiancamento di un tutor, attività di sportello, se organizzati dalla scuola.
Programmazione classe quinta ordinamento, scienze applicate
Prerequisiti
ll concetto di campo, i campi conservativi, il campo gravitazionale, il campo elettrico e le sue proprietà
Relazioni tra campo elettrico e le sue sorgenti. Il campo magnetico e le sue proprietà. Relazioni tra campo
magnetico e le sue sorgenti. La forza elettrostatica e la forza di Lorentz. Calcolo del flusso di un campo
vettoriale. Leggi del flusso e della circuitazione per il campo elettrico e magnetico stazionari nel vuoto.
Energia associata al campo elettrico.
Magnetismo (per le classi in cui non è stato completato in quarta)
CONTENUTI
Il campo magnetico: i
magneti,
il
campo
magnetico,
il
vettore
induzione magnetica, il
campo magnetico prodotto
da una corrente (filo
rettilineo, spira circolare,
solenoide),
interazione
magnete
corrente,
interazione
corrente
corrente, azione del campo
magnetico su una spira
17
ABILITA’ RELATIVE AI
CONTENUTI
Conoscere le proprietà del campo
magnetico. e riconoscerne gli effetti
in contesti reali. Saper riconoscere
analogie e differenze di diverse
interazioni.
COMPETENZE
SETTORIALI
Descrivere e analizzare fenomeni
magnetici
percorsa
da
corrente
interpretazione
dell’esperimento di Oersted,
le proprietà del campo
magnetico
(flusso
circuitazione). Moto delle
cariche
nei
campi
magnetici:, la forza di
Lorentz , interpretazione
microscopica della forza su
un conduttore percorso da
corrente, il moto delle
cariche in un campo
magnetico
uniforme,
l’esperimento di Thomson. Il
campo magnetico nella
materia,
permeabilità
magnetica,.
18
Induzione elettromagnetica
contenuti
ABILITA’ RELATIVE AI
COMPETENZE
CONTENUTI
SETTORIALI
Descrivere e interpretare
Il fenomeno della induzione
Essere in grado di
elettromagnetica: la forza
esperimenti che mostrino il
riconoscere il fenomeno
elettromotrice indotta e sua
fenomeno dell’induzione
dell’induzione
elettromagnetica
origine
elettromagnetica in
Legge di Faraday-Neumann-Lenz · Discutere il significato fisico
situazioni sperimentali
degli aspetti formali
Le correnti indotte tra circuiti
Essere in grado di
Il fenomeno della autoinduzione dell’equazione della legge di
esaminare una
e il concetto di induttanza.
Faraday-Neumann-Lenz
situazione fisica che veda
· Descrivere, anche
Energia associata a un campo
coinvolto il fenomeno
magnetico.
formalmente, le relazioni tra
dell’induzione
Energia associata al campo forza di Lorentz e forza
elettromagnetica
elettrico. Carica e scarica di un elettromotrice indotta
· Utilizzare la legge di Lenz per
condensatore.
individuare il verso della
corrente indotta e
interpretare il risultato alla
luce della conservazione
dell’energia
· Calcolare le variazioni di
flusso di campo magnetico
· Calcolare correnti e forze
elettromotrici indotte
utilizzando la legge di
Faraday-Neumann-Lenz
anche in forma differenziale
· Derivare e calcolare
l’induttanza di un solenoide
· Determinare l’energia
associata ad un campo
magnetico
· Risolvere esercizi e problemi
di applicazione delle formule
studiate inclusi quelli che
richiedono il calcolo delle
forze su conduttori in moto
in un campo magnetico
Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche
Prerequisiti:Onde e oscillazioni· Caratteristiche generali della propagazione delle onde· Onde stazionarie·
Interferenza e diffrazione delle onde. La legge della riflessione· La legge della rifrazione e suo legame con la
velocità di propagazione.
CONTENUTI
ABILITA’ RELATIVE AI
COMPETENZE
CONTENUTI
SETTORIALI
Essere in grado di
Illustrare le implicazioni delle
Relazione tra campi elettrici e
collegare le equazioni di
equazioni di Maxwell nel
magnetici variabili
Maxwell ai fenomeni
vuoto espresse in termini di
· La corrente di spostamento
fondamentali
flusso e circuitazione
·Sintesi dell’elettromagnetismo:
dell’elettricità e del
· Discutere il concetto di
le equazioni di Maxwell
19
· Onde elettromagnetiche piane e corrente di spostamento e il
loro proprietà
suo ruolo nel quadro
complessivo delle equazioni
La polarizzazione delle onde
di Maxwell
elettromagnetiche
· L’energia e l’impulso
· Calcolare le grandezze
caratteristiche delle onde
trasportato da un’onda
elettromagnetiche piane
elettromagnetica
· Applicare il concetto di
· Cenni sulla propagazione della
luce nei mezzi isolanti, costante
trasporto di energia di
dielettrica e indice di rifrazione
un’onda elettromagnetica
· Descrivere lo spettro
· Lo spettro delle onde
elettromagnetiche
elettromagnetico ordinato in
· La produzione delle onde
frequenza e in lunghezza
d’onda
elettromagnetiche
· Illustrare gli effetti e le
· Le applicazioni delle onde
principali applicazioni delle
elettromagnetiche nelle varie
bande di frequenza
onde elettromagnetiche in
funzione della lunghezza
d'onda e della frequenza
magnetismo e viceversa
· Saper riconoscere il ruolo delle
onde
elettromagnetiche in
situazioni reali e in
applicazioni tecnologiche
Relatività
Prerequisiti
Relatività galileiana; sistemi di riferimento inerziali; trasformazioni di coordinate; Invarianti; legge non
relativistica di addizione delle velocità
COMPETENZE
CONTENUTI
ABILITA’ RELATIVE AI
CONTENUTI
SETTORIALI
Dalla relatività galileiana alla
Applicare le relazioni sulla
Saper
mostrare,
relatività ristretta
dilatazione dei tempi e
facendo
·I postulati della relatività
contrazione delle lunghezze
riferimento a
ristretta
e saper individuare in quali
esperimenti
·Relatività della simultaneità
casi si applica il limite non
specifici, i
degli eventi
relativistico
limiti
del
·Dilatazione dei tempi e
Utilizzare le trasformazioni di Lorentz.
paradigma
contrazione delle lunghezze
· Applicare la legge di
classico
di
·Evidenze sperimentali degli
addizione relativistica delle
spiegazione e
effetti relativistici
velocità
interpretazione dei
Trasformazioni di Lorentz.
·Risolvere problemi di
fenomeni e saper
·Legge di addizione relativistica
cinematica e dinamica
argomentare
la
delle velocità; limite non
relativistica
necessità
relativistico: addizione galileiana
·Applicare l’equivalenza
di una visione
delle velocità
massa-energia in situazioni
relativistica
· L’ Invariante relativistico
concrete tratte da esempi di
·Saper riconoscere
·La conservazione della quantità
decadimenti radioattivi,
il ruolo
di moto relativistica
reazioni di fissione o di fusione nucleare della relatività in
·Massa ed energia in relatività
·Illustrare come la relatività
situazioni
abbia rivoluzionato i concetti
sperimentali e
di spazio, tempo, materia e
nelle applicazioni
energia
tecnologiche
·Essere in grado di
comprendere e
20
argomentare testi
divulgativi e di
critica scientifica
che trattino il
tema
della
relatività
Fisica quantistica
Prerequisiti:L’esperimento di Rutherford e modello atomico,
·Spettri atomici, ·Interferenza e diffrazione (onde, ottica),·Scoperta dell'elettrone,·Urti classici
CONTENUTI
ABILITA’ RELATIVE AI
COMPETENZE
CONTENUTI
SETTORIALI
Illustrare il modello del corpo
L’emissione di corpo nero e
Saper
mostrare,
nero interpretandone la
l’ipotesi di Planck
facendo
curva di emissione in base
·L’esperimento di Lenard e la
riferimento a
spiegazione di Einstein
alla legge di distribuzione di
esperimenti
Planck
dell’effetto fotoelettrico
specifici, i
·Applicare le leggi di Stefan·L’effetto Compton
limiti
del
Boltzmann e di Wien,
·Modello dell'atomo di Bohr e
paradigma
interpretazione degli spettri
saperne riconoscere la
classico
di
natura fenomenologica
atomici
spiegazione e
·Applicare l’equazione di
·L’esperimento di Franck – Hertz.
interpretazione dei
Einstein dell’effetto
·Lunghezza d’onda di de Broglie.
fenomeni e saper
·Dualismo onda-corpuscolo. Limiti di fotoelettrico per la risoluzione di argomentare
la
esercizi
validità della descrizione classica
necessità
·Illustrare e applicare la legge
·Diffrazione/Interferenza degli
di una visione
dell’effetto Compton
elettroni
quantistica
·Discutere il dualismo onda-corpuscolo
·Il principio di indeterminazione
·Saper riconoscere
·Calcolare le frequenze
il ruolo
emesse per transizione dai
della
fisica
livelli dell’atomo di Bohr
quantistica in
·Calcolare la lunghezza
situazioni reali e in
d’onda di una particella e
applicazioni
confrontarla con la lunghezza
tecnologiche
d’onda di un oggetto
·Essere in grado di
macroscopico
comprendere e
·Descrivere la condizione di
argomentare testi
quantizzazione dell'atomo di
divulgativi e di
Bohr usando la relazione di
critica
de Broglie
scientifica
che
·Calcolare l’indeterminazione
trattino il
quantistica sulla
tema della fisica
posizione/quantità di moto
quantistica
di una particella
·Analizzare esperimenti di
interferenza e diffrazione di particelle,
illustrando anche
formalmente come essi
21
possano essere interpretati a
partire dalla relazione di De
Broglie sulla base del
principio di sovrapposizione
Eventuali Approfondimenti
fisica moderna
CONTENUTI
Sarà affrontato lo studio di uno
o più argomenti di Fisica
Moderna nel campo dell’
astrofisica, della cosmologia,
delle particelle elementari,
dell’energia nucleare, dei
semiconduttori, delle micro e
nano-tecnologie
di
ABILITA’ RELATIVE AI
CONTENUTI
·Saper illustrare almeno un
aspetto della ricerca
scientifica contemporanea o
dello sviluppo della
tecnologia o delle
problematiche legate alle
risorse energetiche
COMPETENZE
SETTORIALI
Saper riconoscere il ruolo
della fisica moderna in
alcuni aspetti della
ricerca scientifica
contemporanea o nello
sviluppo della tecnologia
o nella problematica
delle risorse energetiche
Indicazioni metodologiche
Ogni modulo sarà sviluppato utilizzando il seguente metodo di lavoro:
controllo dei prerequisiti; presentazione dell’argomento, fatta esplicitando necessità e finalità della
trattazione ed evidenziandone gli aspetti intuitivi; osservazione diretta dei fenomeni, quando possibile, in
laboratorio di fisica; attività di gruppo o individuali per l’esame di situazioni problema ; formalizzazione del
contenuto , mediante comunicazioni e lezioni frontali, applicazioni del contenuto specifico mediante la
risoluzione guidata di esercizi e problemi graduati; misurazione del livello di acquisizione dei contenuti
mediante verifiche sia scritte che orali, al fine di verificare la corretta acquisizione dei contenuti specifici;
recupero dei contenuti non adeguatamente appresi
Valutazione
La valutazione terrà conto dei risultati delle varie verifiche secondo le modalità definite in ambito
disciplinare a cui verrà attribuito un diverso peso in relazione alla tipologia e agli obiettivi da verificare.
Tipologia di prove di valutazione: esercizi o problemi articolati, trattazione sintetica di argomenti, test a
risposta chiusa o aperta, esposizioni di approfondimenti
Criteri di valutazione: vedi quadro sinottico inserito nel POF e la scheda sulla valutazione delle
prove orali, allegata in coda al documento.
Recupero
L’insegnante indicherà ad ogni alunno le attività consigliate per il recupero: esercizi individualizzati,
affiancamento di un tutor, attività di sportello, se organizzati dalla scuola.
22
23
Griglia di valutazione matematica secondo biennio e quinto anno e fisica primo biennio,
secondo biennio e quinto anno: prova orale
Indicatori
CONOSCENZE
ABILITA’
COMPETENZE
Contenuti:
definizioni,
formule, regole,
teoremi, leggi
Procedure:
procedimenti
elementari,
ripetizione di
procedure già
affrontate.
Comprensione
della richiesta,
individuazione
delle procedure
risolutive ,
correttezza di
calcolo,
completezza delle
risposte, uso del
linguaggio
specifico,
precisione
nell’utilizzo di
simboli e nelle
rappresentazioni
grafiche
Comprensione
completa delle
richieste, capacità
di cogliere
relazioni, efficacia
e motivazione
della strategia
risolutiva,
sequenzialità
logica dell’
esposizione,
controllo dei
risultati
VOTO ASSEGNATO
24
descrittori
assenti
ampiamente lacunose
superficiali e incomplete
essenziali
Discrete, con qualche insicurezza
buone, complete, non del tutto motivate
complete, sicure e motivate
Punti
2
3-4
5
6
7
8
9-10
Assenza di comprensione dei quesiti e di
individuazione delle procedure risolutive
Rilevanti carenze nella comprensione dei quesiti;
difficoltà di individuazione delle procedure risolutive;
risoluzione incompleta; gravi imprecisioni nell’uso del
linguaggio specifico
Comprensione incerta dei quesiti; trattazione
frammentaria, spesso confusa e poco coerente,
imprecisioni nell’uso del linguaggio specifico
Comprensione dei quesiti e delle tematiche proposte
nelle linee fondamentali anche se con alcuni
fraintendimenti e lacune; risoluzione parziale;
linguaggio specifico corretto.
Corretta comprensione dei quesiti, risoluzione quasi
completa, con qualche incertezza o lieve lacuna;
linguaggio specifico sostanzialmente corretto.
Corretta comprensione dei quesiti; risoluzione
completa eventuali lievi imprecisioni, linguaggio
specifico corretto.
Comprensione piena del testo; analisi precisa e
interpretazione appropriata; procedimenti corretti ed
ampiamente motivati.
assenti
2
molto scarse
3- 4
insufficienti
5
essenziali
6
discrete
7
buone
8
eccellenti
9-10
3
4-5
6
7
8
9-10
2
