Presentazione standard di PowerPoint - "E. Fermi"

INCONTRI DI PREPARAZIONE ALLE
OLIMPIADI DELLA FISICA
UN’OPPORTUNITÀ DA COGLIERE PER TUTTI GLI STUDENTI DEL TRIENNIO
L’A.I.F. (Associazione per l’Insegnamento della Fisica) organizza per l’Italia
le Olimpiadi della Fisica, una serie di prove di Fisica per gli studenti del
triennio di scuola superiore. Il Liceo Fermi partecipa da anni all’iniziativa
organizzando la prova locale, quest’anno prevista per il giorno
12.12.2011. I primi 5 classificati passano alle selezioni di zona a cui
segue la fase nazionale, i primi classificati formeranno la squadra
nazionale per le Olimpiadi Internazionali della Fisica. Spesso gli studenti
rinunciano a partecipare alla prova locale temendo di fare “brutta figura”.
Invece la partecipazione costituisce un’opportunità per mettersi alla prova
in una gara in cui oltre alla preparazione specifica conta la capacità di
ragionamento. Per fornire un supporto concreto quest’anno si terranno 4
incontri pensati per presentare le Olimpiadi della Fisica, le sue regole e
modalità di svolgimento, ma soprattutto presentare le prove e con esse
alcuni argomenti parte integrante della preparazione del triennio di Fisica.
Gli incontri, rivolti prevalentemente agli studenti di terza e quarta, si
terranno presso il Liceo Fermi nelle seguenti date, con il programma
indicativo riportato a fianco:
Che cosa sono
Le Olimpiadi Italiane della Fisica e i Giochi di Anacleto sono competizioni a
carattere individuale, riservate agli studenti delle Scuole Secondarie
Superiori italiane, e connesse con le Olimpiadi Internazionali della Fisica.
Chi partecipa
Tutti gli studenti interessati allo studio della fisica: quelli che vogliono
capire meglio che cos'è; quelli che vogliono avere una scusa per saperne di
più; quelli che vogliono trovarsi con altri che vogliono le stesse cose.
Come ci si iscrive
Tutte le scuole secondarie superiori possono aderire alla manifestazione
inviando una richiesta alla Segreteria delle Olimpiadi di Fisica. I dettagli su
come iscriversi si trovano nella sezione Per iscriversi. L'iscrizione degli
studenti avviene attraverso la scuola, è libera, e non c'entra con i risultati
scolastici!
Come funziona
Per gli studenti di "triennio" in tutte le scuole si tiene una Gara di Primo
Livello in cui si chiede di rispondere a delle domande, naturalmente di
fisica. Chi più ne sa ha maggiore probabilità di inserirsi fra i cinque
vincitori della sua scuola.
Questi potranno prendere parte alla Gara di Secondo Livello nella sede più
vicina alla sua scuola e gareggiare con le squadre di tutte le scuole del
territorio che aderiscono alle OLI-Fis. La gara si fa a colpi di soluzioni a
problemi di fisica. In tutta Italia ci sono 40 sedi delle Gare Locali ed in
molte di esse si organizzano corsi di preparazione alla gara e speciali
premiazioni per i vincitori "territoriali".
I 100 super che primeggiano nella classifica generale (i 35 vincitori delle
sedi locali, i 15 studenti di terza e di quarta meglio classificati ed i
rimanenti migliori fino ad completare il numero 100) partecipano alla Gara
Nazionale di Fisica che tradizionalmente si tiene a Senigallia: qui si
decidono i dieci vincitori delle OLI-Fis di quell'anno, ma devono vedersela
con problemi a "rompicapo" e con prove sperimentali per abilissimi e
astuziosi. Ma non finisce tutto qui, ci sono anche le ...
IPhO International Physics Olympiads
Alle IPhO aderisce il Ministero dell'Istruzione, dell'Universtà e della Ricerca.
Fra i dieci vincitori delle nostre OLI-Fis verranno selezionati cinque per
costituire la squadra rappresentativa italiana che prende parte alla gara
internazionale.
Per far questo i "dieci" potranno prendere parte gratuitamente ad un
seminario della durata di cinque giorni organizzato a Trieste presso il
Dipartimento di Fisica dell'Università e la Scuola Internazionale Superiore
di Studi Avanzati.
Al seminario partecipano anche gli studenti che non sono risultati vincitori
della Gara nazionale, ma si sono classificati tra l'11-esimo ed il 20-esimo
posto e che sono stati vincitori della Gara Nazionale l'anno precedente.
Anche essi concorrono per la formazione della squadra italiana alle IPhO.
Al seminario infine sono invitati anche i cinque migliori studenti di classe
terza e quarta che non sono risultati vincitori alla Gara Nazionale. Questi
non concorrono però per la formazione della squadra italiana alle IPhO.
E per migliorare la propria preparazione in Fisica c'è il Campeggio Estivo di
Fisica
L'ultima settimana di agosto viene organizzato un Campeggio Estivo di
Fisica al quale sono invitati gli studenti di terza e di quarta che hanno
ottenuto lusinghieri risultati alla Gara Nazionale di Fisica e nella altre Gare
di Fisica organizzate nell'ambito del Progetto Olimpiadi dell'AIF.
La scuola propone attività serie ed amene nel campo della fisica e dintorni
con lo scopo di offrire ai giovani interessati a questa disciplina di studio un
incontro con i docenti meno formale di quello scolastico e momenti di
attività e riflessione comune, con conferenze, attività di problem solving,
esperimenti, osservazioni e giochi.
E per chi sta facendo i primi passi nella fisica
Gli studenti che non si arrischiano ancora ad iscriversi alle Olimpiadi di
Fisica possono prendere parte ai Giochi di Anacleto all'interno della propria
scuola. Ci sono due fasi: quella delle "Domande e Risposte" dove conta
sapere di più e rispondere abbastanza rapidamente, e quella del "In
Laboratorio" dove è necessario anche lavorare abilmente con le mani,
prendere misure e saperle interpretare, facendo degli esperimenti.
http://www.df.unibo.it/AIF/scuola-olimpiadi/2011/index.html
Prima della cura…
Durante la cura…
COSA SONO ???
Durante la cura…
SPARAPATATA !!!
PATATE !!!
Durante la cura…
Alla fine della cura…
Calendario incontri Corso avviamento alle Olimpiadi della Fisica
Gli incontri si svolgeranno dalle 15.00 alle 16.30 ai laboratori di Fisica in aula Morroi (P310)
Martedì 15 novembre 2011
Presentazione Olimpiadi della Fisica: cosa sono, come si svolgono,
che tipo quesiti si incontrano e su quali argomenti, come vengono valutati
Mercoledì 23 novembre 2011
Approfondimento Meccanica
Mercoledì 30 novembre 2011
Approfondimento Termodinamica e Onde
Lunedì 5 dicembre 2011
Simulazione ed autovalutazione
TABELLA COSTANTI
Le seguenti pubblicazioni contengono materiale utile per la preparazione alle Olimpiadi di Fisica:
LE OLIMPIADI DELLA FISICA
Problemi dalle gare italiane e internazionali
G. Cavaggioni, D.L. Censi, F. Minosso, P. Nesti, U. Penco
Zanichelli Editore
Proceedings of the XXX International Physics Olympiad
G. Cavaggioni
A.I.F.
Speciale Olimpiadi 2002 - 2003
La Fisica nella Scuola
Anno XLIII n.1 Supplemento speciale, gennaio-marzo 2010
A.I.F.
Speciale Olimpiadi 2000 - 2001
La Fisica nella Scuola
Anno XXXIX n.4 Supplemento speciale, ottobre-dicembre 2006
A.I.F.
Speciale Olimpiadi 1998 - 1999
La Fisica nella Scuola
Anno XXXVIII n.4 Supplemento, ottobre-dicembre 2005
A.I.F.
Speciale Olimpiadi 1996 - 1997
La Fisica nella Scuola
Anno XXXVI n.3 Supplemento, luglio-settembre 2003
A.I.F.
Speciale Olimpiadi 1994 - 1995
La Fisica nella Scuola
Anno XXX n.4 Supplemento, ottobre-dicembre 1997
A.I.F.
www.aif.it
Speciale Olimpiadi 1993
La Fisica nella Scuola
Anno XXVIII n.3 Supplemento, luglio-settembre 1995
A.I.F.
Speciale Olimpiadi 1992
La Fisica nella Scuola
Anno XXVII n.2 Supplemento, aprile-giugno 1994
A.I.F.
Speciale Olimpiadi 1991
La Fisica nella Scuola
Anno XXV n.3 Supplemento, luglio-settembre 1992
A.I.F.
Speciale Olimpiadi 1990
La Fisica nella Scuola
Anno XXIV n.2 Supplemento, aprile-giugno 1991
A.I.F.
Speciale Olimpiadi 1989
La Fisica nella Scuola
Anno XXIII n.1 Supplemento, gennaio-marzo 1990
A.I.F.
Speciale Olimpiadi 1988
La Fisica nella Scuola
Anno XXI n.4 Supplemento, ottobre-dicembre 1988
A.I.F.
www.olifis.it
Calendario delle Olimpiadi Italiane di Fisica 2012
10 novembre 2011
Termine di iscrizione alle gare
12 dicembre 2011
Gare di Istituto
10 febbraio 2012
Gare Locali
11 - 14 aprile 2012
Gara Nazionale - Senigallia
10 - 18 luglio 2012
XLIII IPhO - Tallin (Estonia)
Sillabo delle Olimpiadi Internazionali di Fisica
(Nella forma approvata a Groningen (NL) nel luglio 1990)
Parte generale
a) Tutti i problemi dovrebbero poter essere risolti usando solo occasionalmente il
calcolo differenziale (derivazione ed integrazione) e senza far ricorso ai numeri
complessi o alla soluzione di equazioni differenziali.
b) I problemi possono riferirsi a concetti e fenomeni non previsti nel Sillabo che però
dovranno essere descritti nel testo del quesito in maniera tale che non siano
svantaggiati i concorrenti che non conoscano già tali argomenti.
c) Nei problemi sperimentali non deve essere determinante l'uso di dispositivi
complicati, probabilmente non noti ai concorrenti. Se si usano tali dispositivi, si
dovranno fornire ai concorrenti accurate istruzioni.
d) I concorrenti dovrebbero conoscere i temi trattati nei problemi proposti nelle passate
Olimpiadi Internazionali di Fisica.
Parte teorica
(Approvata a Portorose (YU) nel giugno 1985)
La prima colonna riporta gli argomenti che, ove necessario, sono commentati nella
seconda colonna.
Parte teorica
(Approvata a Portorose (YU) nel giugno 1985)
La prima colonna riporta gli argomenti che, ove necessario, sono commentati nella seconda
colonna.
1. Meccanica
a) Fondamenti della cinematica del punto
materiale.
Espressione vettoriale della posizione, velocità
ed accelerazione di un punto materiale.
b) Leggi di Newton, sistemi inerziali.
Possono venire proposti problemi con masse
variabili.
c) Sistemi chiusi ed aperti, quantità di moto ed
energia, lavoro e potenza.
d) Conservazione dell'energia, conservazione
della quantità di moto, impulso.
e) Forze elastiche, forze d'attrito, legge di
Legge di Hooke; coefficiente d'attrito (F = k N);
gravitazione, energia potenziale e lavoro in un attrito statico e dinamico; scelta dello zero
campo gravitazionale.
dell'energia potenziale.
f) Accelerazione centripeta e leggi di Keplero.
2. Meccanica dei corpi rigidi e dei fluidi
a) Statica, centro di massa e momento delle
forze.
Coppie, condizioni di equilibrio dei corpi.
b) Moto dei corpi rigidi, traslazione e
rotazione, accelerazione angolare,
conservazione del momento angolare.
Conservazione del momento angolare
solamente nella rotazione attorno ad un asse
fisso.
c) Forze esterne ed interne, equazione del
moto di un corpo rigido attorno ad un asse
fisso, momento d'inerzia, energia cinetica di
un corpo in rotazione.
Teorema di Steiner; additività dei momenti
d'inerzia.
d) Sistemi di riferimento accelerati, forze
inerziali.
Non è richiesta la conoscenza dell'espressione
della forza di Coriolis.
3. Idrodinamica
Non si porranno domande specifiche su questo argomento ma gli studenti dovrebbero
possedere nozioni elementari sulla pressione, il galleggiamento e l'equazione di
continuità.
4. Termodinamica e fisica molecolare
a) Energia interna, lavoro e calore, primo e
secondo principio della termodinamica.
Equilibrio termico. Variabili di stato e variabili
di processo.
b) Modello di gas perfetto, pressione ed
energia cinetica molecolare. Numero di
Avogadro, equazione di stato dei gas perfetti,
temperatura assoluta.
Approccio molecolare a semplici fenomeni
come l'ebollizione, la fusione e simili.
c) Lavoro di espansione di un gas
limitatamente alle trasformazioni isoterme ed
adiabatiche.
Non è richiesta la dimostrazione delle
equazioni delle trasformazioni adiabatiche.
d) Ciclo di Carnot, rendimento termodinamico, Entropia come funzione di stato, variazioni di
processi reversibili (approccio statistico),
entropia e reversibilità, processi quasi-statici.
fattore di Boltzmann.
5. Oscillazioni ed onde
a) Oscillazioni armoniche e loro equazioni.
Soluzione dell'equazione del moto armonico;
smorzamento e risonanza in forma qualitativa.
b) Onde armoniche, propagazione; onde
Spostamento in un'onda che si propaga,
longitudinali e trasversali, polarizzazione
comprensione della rappresentazione grafica
lineare, effetto Doppler classico, onde sonore. della onda, misure delle velocità del suono e
della luce. Effetto Doppler, solamente in una
dimensione. Propagazione delle onde in mezzi
omogenei ed isotropi; riflessione e rifrazione.
Principio di Fermat.
c) Sovrapposizione di segnali armonici, onde
coerenti, interferenza, battimenti, onde
stazionarie.
Proporzionalità dell'intensità di un'onda al
quadrato della sua ampiezza. Non è richiesta
l'analisi di Fourier, ma i concorrenti
dovrebbero sapere che un'onda complessa può
essere espressa dalla somma di onde
sinusoidali di diversa frequenza. Interferenza
dovuta a pellicole sottili o ad altri sistemi
semplici; sovrapposizione di onde emesse da
sorgenti secondarie (diffrazione).
6. Carica elettrica e campo elettrico
a) Conservazione della carica, legge di
Coulomb.
b) Campo elettrico, potenziale, teorema di
Gauss.
c) Condensatori, capacità, costante dielettrica,
densità di energia di un campo elettrico.
L'applicazione del teorema di Gauss è limitata
a semplici sistemi dotati di simmetria, come
sfere, cilindri, piani ecc. Momento di dipolo
elettrico.
7. Corrente e campo magnetico
a) Corrente, resistenza, resistenza interna di
un generatore, legge di Ohm, leggi di
Kirchhoff, lavoro e potenza di correnti
continue ed alternate, legge di Joule.
Semplici circuiti a componenti non ohmici con
caratteristiche tensione-corrente note.
b) Induzione magnetica di un campo generato Particelle cariche in un campo magnetico:
da una corrente, correnti in campo magnetico, semplici applicazioni, come il ciclotrone;
forza di Lorentz.
momento di dipolo magnetico.
c) Legge di Ampère.
Campo magnetico di semplici sistemi
simmetrici come fili rettilinei, spire circolari e
solenoidi infiniti.
d) Legge dell'induzione elettromagnetica,
flusso magnetico, legge di Lenz,
autoinduzione, induttanza, permeabilità,
densità di energia di un campo magnetico.
e) Corrente alternata, resistori, induttori e
condensatori in circuiti a corrente alternata;
tensione e corrente, collegamenti in serie e
parallelo, risonanza.
Semplici circuiti a c.a. Costanti di tempo. Non
si richiedono le formule relative ai parametri di
circuiti reali in condizioni di risonanza.
8. Onde elettromagnetiche
a) Circuiti oscillanti, frequenza della
oscillazione, generazione per risonanza e per
retroazione.
b) Ottica ondulatoria, diffrazione da una e due
fenditure, reticolo di diffrazione, potere
risolutivo di un reticolo, riflessione di Bragg.
c) Dispersione e spettri di diffrazione, spettri a
righe dei gas.
d) Onde elettromagnetiche come onde
trasversali, polarizzazione per riflessione e
polarizzatori.
Sovrapposizione di onde polarizzate.
e) Potere risolutivo di sistemi ottici.
f) Corpo nero, legge di Stefan-Boltzmann.
E’ richiesta la formula di Planck.
9. Fisica dei quanti
a) Effetto fotoelettrico, energia e impulso del
fotone.
E’ richiesta la formula di Einstein.
b) Lunghezza d'onda di De Broglie, principio di
indeterminazione.
10. Relatività
a) Principio di relatività, composizione delle
velocità, effetto Doppler relativistico.
b) Equazioni relativistiche del moto, momento,
energia, relazione tra massa ed energia,
conservazione dell'energia e del momento.
11. Struttura della materia
a) Semplici applicazioni dell'equazione di
Bragg.
b) Livelli energetici degli atomi e delle
molecole (qualitativamente), emissione,
assorbimento, spettro di atomi idrogenoidi.
c) Livelli di energia dei nuclei
(qualitativamente), decadimento alfa, beta e
gamma, assorbimento di radiazione, vita
media e decadimento esponenziale,
componenti dei nuclei, difetto di massa,
reazioni nucleari.
Parte pratica
(Approvata a Londra-Harrow (GB) nel luglio 1986)
La parte teorica del Sillabo costituisce la base per tutti i problemi sperimentali. I problemi assegnati nella gara
sperimentale dovrebbero prevedere l'esecuzione di misure.
Si richiede che:
1) i concorrenti si rendano conto del fatto che l'uso degli strumenti influisce sulla misura;
2) siano note le più comuni tecniche di misura delle grandezze fisiche menzionate nella parte teorica del Sillabo;
3) siano noti semplici e comuni strumenti e dispositivi sperimentali, come calibri, termometri, semplici voltohm-ampero-metri, potenziometri, diodi, transistor, semplici sistemi ottici e così via;
4) si sappiano usare, con l'aiuto di appropriate istruzioni, alcuni strumenti più complicati, come oscilloscopi a
doppia traccia, contatori, frequenzimetri, generatori di segnali e funzioni, convertitori analogico-digitali
collegati ad un computer, amplificatori, integratori, differenziatori, alimentatori e strumenti universali sia
analogici che digitali;
5) si sappiano identificare in maniera appropriata le cause d'errore e stimare la loro influenza sui risultati finali
della misura;
6) si sappiano trattare gli errori assoluto e relativo, la precisione degli strumenti di misura, l'errore di una
singola misura, l'errore di una serie di misure, l'errore di una grandezza espressa in funzione di grandezze
misurate;
7) si sappia trasformare in forma lineare una relazione tra due grandezze con una scelta appropriata delle
variabili ed approssimare linearmente una serie di punti sperimentali;
8) si sappia fare un uso appropriato della carta millimetrata con scale differenti (per es. polare e logaritmica);
9) si sappiano esprimere i risultati finali e gli errori, correttamente arrotondati e col numero appropriato di cifre
significative;
10) si conoscano le norme di sicurezza nel lavoro di laboratorio. (Comunque, se il sistema sperimentale pone
problemi di sicurezza, appropriate segnalazioni dovranno essere incluse nel testo del problema.)
MECCANICA
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ELETTROMAGNETISMO
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