L.S. "LIOY" - ESAME DI STATO
RELAZIONE FINALE DEL DOCENTE
ALLEGATO A
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RELAZIONE FINALE DEL DOCENTE
Anno Scolastico 2016/17
Classe
5a At
Docente
Leopoldo Cerbaro
Materia
Fisica
Testo in uso:
Romeni Fisica e Realtà.blu - Campo Elettrico e Magnetico; Induzione e Onde Elettromagnetiche;
Relativita' e Quanti ZANICHELLI
A) ATTIVITÁ DIDATTICA SVOLTA
COMPETENZE DISCIPLINARI COMUNI A TUTTI I MODULI:
Per una più completa esposizione di questo argomento si rimanda al Documento di
Programmazione stilato dal Dipartimento; sintetizzando: dopo aver fornito le nozioni di base,
dalla loro conoscenza, arrivare alla individuazione delle leggi fondamentali e alla risoluzione di
problemi il più possibile vicini alla realtà fisica.
MODULI DIDATTICI relativi a ciascun modulo
I conduttori: proprietà, la capacità di un conduttore; l’induzione completa;
il condensatore, la sua capacità; condensatori in serie e in parallelo.
Il condensatore piano.
Dielettrici, polarizzazione. Condensatore piano con dielettrico.
Lavoro di carica di un condensatore. Densità di energia.
La corrente elettrica La prima legge di Ohm, la resistenza elettrica,
resistenze in serie e in parallelo.
Il generatore di tensione, generatori in serie,il partitore di tensione.
Semplici circuiti elettrici.
Le leggi di Kirchhoff.
La seconda legge di Ohm, la resistività.
Potenza dissipata da un resistore.
Il generatore di tensione reale, la resistenza interna.
Misure elettriche, amperometro e voltmetro, loro resistenza interna.
Fenomeni magnetici
I magneti naturali, il dipolo magnetico, le linee di campo magnetico.
Le esperienze fondamentali sull'interazione magnete-corrente.
Il vettore induzione campo magnetico B.
Campo magnetico generato da un filo rettilineo.
Interazione magnetica tra correnti.
Interazione corrente elettrica-B.
La forza di Lorentz, il prodotto vettoriale. Moto delle cariche in un B
uniforme.
Azione del campo magnetico su una spira rettangolare, momento
magnetico
Il flusso del campo, il teorema di Gauss per il campo magnetico.
La circuitazione del campo B, il teorema di Ampère in condizioni statiche.
Il solenoide.
Corrente di spostamento, teorema di Ampère generalizzato.
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TEMPI E DATA
Settembre
5h
Settembre Ottobre
14 h
Novembre
4h
Novembre Dicembre
11 h
Dicembre Gennaio
6h
mod. ESA
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L’induzione elettromagnetica.
La legge di Faraday-Neumann, la legge di Lenz.
La produzione di una tensione alternata, l'alternatore.
Il coefficiente di autoinduzione.
L'induttanza di un solenoide.
Lavoro per stabilire una corrente in un solenoide, densità di energia
associata ad un campo B
La mutua induzione. Il trasformatore: descrizione qualitativa.
Applicazioni del calcolo differenziale ed integrale all'elettro-magnetismo:
Carica di un condensatore, Circuito RC.
Scarica di un condensatore carico attraverso una resistenza.
Circuiti in corrente alternata
Potenza istantanea, potenza media, valori efficaci di corrente e potenza.
Circuito ohmico, LC oscillante, RL in tensione alternata, RLC, fenomeno
della risonanza, andamento qualitativo.
Le leggi di Maxwell
Le onde elettromagnetiche, densità di energia, flusso di energia media,
polarizzazione, descrizione qualitativa.
Introduzione alla relatività speciale. Velocità della luce in sistemi di
riferimento diversi. La Simultaneità. L'esperimento di Michelson-Morley
Tempo proprio, e lunghezza propria
Dilatazione dei tempi e contrazione delle lunghezze.
Trasformazioni di Lorentz, composizione delle velocità.
Energia - impulso in dinamica relativistica.
Fisica Atomica
Interazione della radiazione con la materia. Spettri atomici.
Radiazione di Corpo Nero, leggi di Stefan e di Wien.
Effetto Fotoelettrico, il quanto di radiazione.
Gennaio
8h
Febbraio
6h
Marzo
4h
Marzo Aprile
8h
Aprile Maggio
6h
Lezioni in Laboratorio:
Esperienze sul Magnetismo: linee di campo, interazione magneti-correnti, solenoide, fem
indotta, polarizzazione della luce.
Argomenti che si intende svolgere dopo la data attuale:
Fisica atomica: Effetto Compton, atomo di Bohr.
Magnetizzazione della materia: sostanze diamagnetiche, paramagnetiche, ferromagnetiche.
Argomenti che si possono collegare con altre discipline:
Fenomeni elettrici e magnetici, uso del calcolo vettoriale, differenziale, integrale.
Ore effettivamente svolte dal docente durante l’anno, alla data attuale: 80.
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Si riporta, di seguito, l'estratto dal Documento di Programmazione del Dipartimento, sulle competenze
negli argomenti che costituiscono i moduli didattici, adattato a quanto effettivamente svolto.
MODULO
Elettrostatica: cariche e campi
Argomenti Fenomeni elettrostatici elementari, La legge di Coulomb, Il campo elettrico
Il teorema di Gauss. Campi elettrici generati da distribuzioni di carica con particolari
simmetrie
Competenze Saper risolvere problemi elementari sull’interazione tra cariche elettriche puntiformi
Saper rappresentare sia graficamente che algebricamente il campo generato da
una carica puntiforme
Applicare il principio di sovrapposizione per determinare il vettore campo elettrico
risultante da una distribuzione di cariche puntiformi
Utilizzare il teorema di Gauss per calcolare flussi e/o campi elettrici generati da
semplici distribuzioni di carica
MODULO
Il potenziale elettrico e condensatori
Argomenti
Lavoro della forza elettrica e conservatività del campo elettrico. Relazione tra
campo e potenziale. Proprietà elettrostatiche di un conduttore carico in equilibrio
elettrostatico. Capacità elettrica e condensatori. Energia immagazzinata in un
condensatore. Collegamenti tra condensatori.
Competenze
Usare il potenziale per determinare il lavoro della forza elettrica o le variazioni di
energia cinetica di una carica in movimento in un campo elettrico semplice.
Illustrare la relazione tra campo e potenziale elettrico
Calcolare il potenziale di una distribuzione nota di cariche puntiformi
Giustificare le proprietà di un conduttore carico in equilibrio elettrostatico
Valutare l’energia immagazzinata in un condensatore e la sua densità
Saper calcolare la capacità equivalente di un sistema semplice di condensatori
MODULO
Argomenti
Competenze
MODULO
Argomenti
Circuiti in corrente continua
Intensità di corrente. Generatore ideale di tensione. Le leggi di Ohm.
La potenza nei conduttori. Circuiti con resistori. La resistenza interna di un
generatore di f.e.m. Le leggi di Kirchhoff.
Distinguere i collegamenti di conduttori in serie e in parallelo e le diverse
componenti di un circuito elettrico (nodi, maglie, rami, generatori, resistenze,..)
Calcolare la resistenza equivalente di un semplice sistema di resistenze in serie
e/o in parallelo. Applicare le leggi di Ohm e le leggi di Kirchhoff. Calcolare la
potenza dissipata in un conduttore per effetto Joule . Comprendere il ruolo della
resistenza interna di un generatore.
Il Campo magnetico
Calamite e fenomeni magnetici. Forza di Lorentz. Forze e momenti agenti su
conduttori percorsi da correnti. Campi magnetici generati da correnti elettriche.
Circuitazione e flusso del campo magnetico.
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mod. ESA
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Competenze
MODULO
Argomenti
Competenze
MODULO
Argomenti
Competenze
MODULO
Argomenti
Competenze
MODULO
Argomenti
Competenze
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Confrontare le caratteristiche del campo magnetico e del campo elettrico. Saper
determinare intensità, direzione, verso della forza agente su una carica in moto.
Saper analizzare il moto di una particella carica in un campo magnetico
uniforme . Determinare l’intensità della forza che si manifesta tra fili paralleli
percorsi da corrente e su un filo percorso da corrente immerso in un campo
magnetico assegnato. Giustificare il funzionamento del motore a corrente
continua. Individuare intensità, direzione, verso del campo magnetico generato da
fili rettilinei e da solenoidi percorsi da corrente. Verificare la legge di Ampère nel
caso semplice di un filo rettilineo percorso da corrente e una linea di campo come
circuito. Utilizzare la legge di Ampère per determinare il campo magnetico in un
solenoide.
L’induzione elettromagnetica
I fenomeni dell’induzione elettromagnetica. La legge dell’induzione di FaradayNeumann. L’autoinduzione. Energia in un induttore. L’alternatore
Identificare le modalità di variazione del flusso di campo magnetico. Determinare il
verso della corrente indotta e la polarità della f.e.m. indotta in situazioni standard.
Calcolare l'energia in un induttore e la sua densità. Giustificare il funzionamento
dell’alternatore
Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche
Campi elettrici indotti. Legge di Ampère-Maxwell. Equazioni di Maxwell.
Cenni alla generazione e propagazione, delle onde e.m., spettro delle onde e.m.
Illustrare le simmetrie presenti nelle equazioni di Maxwell. Giustificare
l’introduzione della corrente di spostamento. Ridurre le equazioni di Maxwell al
caso di assenza di cariche e correnti nel vuoto oppure al caso statico. Descrivere la
produzione e la propagazione delle onde elettromagnetiche
La relatività ristretta
Sistemi di riferimento. Natura relativa della simultaneità. Relatività di Einstein.
Conseguenze dei postulati di Einstein. Cenni di dinamica relativistica
Distinguere i sistemi di riferimento inerziali e non inerziali. Riconoscere le
contraddizioni tra la meccanica newtoniana e l’elettromagnetismo. Formulare i
principi di base della teoria della relatività. Esporre le differenze nei concetti di
spazio e tempo in ambito newtoniano e relativistico. Risolvere semplici problemi di
cinematica relativistica. Calcolare dilatazioni dei tempi e contrazioni delle
lunghezze.
Origine della teoria dei quanti
Gli spettri atomici. La radiazione termica e il quanto di Planck. L’effetto
fotoelettrico e il fotone di Einstein. L’effetto Compton e la quantità di moto del
fotone. Primi modelli atomici
L’atomo di Bohr.
Descrivere i livelli energetici dell’atomo di idrogeno. Distinguere lo spettro
continuo da quello a righe. Formulare le leggi di Stefan-Boltzmann e Wien.
Riconoscere l’ipotesi di Planck del quanto d’azione. Descrivere l’effetto
fotoelettrico.
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mod. ESA
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B) STRUMENTI E CRITERI DI VALUTAZIONE
I criteri di valutazione impiegati riguardano soprattutto il possesso delle conoscenze, e la
competenza di applicarle a esercizi o problemi.
Poco spazio è stato dato alle verifiche orali, mentre maggiore importanza è stata data alle
verifiche scritte, soprattutto nella prima parte dell'anno scolastico, quando si doveva preparare
ad una eventuale seconda prova d'esame scritta in Fisica. Le verifiche sono state in massima
parte sotto forma di test, comprendenti esercizi o problemi, o domande più teoriche, simili e
quelle di una terza prova, tipologia B. Sono state svolte simulazioni della terza prova scritta,
per tipo ed esecuzione il più vicino possibile alle condizioni dell’Esame.
C) METODOLOGIE DIDATTICHE UTILIZZATE
Nello svolgimento delle lezioni si è adottata la tipologia frontale.
Tra gli obiettivi vi è stato innanzitutto quello di fornire i concetti fondamentali, per permettere
nel corso successivo di studi di non essere completamente sprovveduti di fronte a nozioni che
verrebbero considerate scontate, e di essere eventualmente in grado di organizzare uno studio
più completo. Una certa importanza è stata data alla preparazione e alla correzione delle
verifiche, come momento di recupero degli argomenti incontrati.
D) COMPETENZE TRASVERSALI PROMOSSE DALLA DISCIPLINA
La disciplina si lega in modo naturale con la Matematica, ad argomenti della quale si è fatto
riferimento ogniqualvolta fosse possibile, anche per meglio illustrare le motivazioni e le fonti
degli enti introdotti.
E) EVENTUALI MATERIALI DIDATTICI SPECIALI (tecnologie audiovisive e/o multimediali, ecc.)
Non è stato possibile utilizzare tecnologie particolari. Quando se ne è presentata l'occasione e
l'opportunità si è fatto riferimento a risorse presenti in rete.
F) TIPOLOGIE DI PROVE SOMMINISTRATE
Soluzione di problemi. Problemi a soluzione rapida. Domande a carattere teorico.
(Esempi delle prove somministrate in classe e relativi criteri di valutazione sono a disposizione
della commissione)
Vicenza, li 10 maggio 2017
FIRMA DEL DOCENTE
prof. Leopoldo Cerbaro
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Liceo Scientifico "P. Lioy" - Vicenza
Classe 5a
Griglia di valutazione della terza prova scritta
(Fisica)
Cognome ................................................ Nome ...................................................
Indicatori
Descrittori
Pertinenza e
conoscenza dei
contenuti
Conoscenze assenti
o
non pertinenti
Esposizione e
articolazione
dell’argomentazione o
della risoluzione
Stentata o molto
confusa
Riferimento ai principi,
alle leggi, ai fenomeni
o esperimenti
fondamentali
Manca
completamente
Valutazione descrittiva
Valutazione in
quindicesimi
voto
....
/ 15
Conoscenze
parziali
o non
completamente
pertinenti
Frammentaria o
non
sufficientemente
organizzata
Conoscenze con lacune
Conoscenze non
complete ma nel
complesso più che
sufficienti
Completa e precisa
Sufficientemente
organizzata, riconoscendo
il legame tra i concetti
Pur con qualche
lacuna sono stati ben
individuati i legami tra
i concetti
Esposizione coerente
e rigorosa,
efficace nel rispondere
alle richieste
Solo qualche
riferimento
Riferiti in maniera
incompleta o errata ma
non gravemente
Individuati i riferimenti
di base fondamentali e
riferiti in modo
corretto
Ben riconosciuti e
riportati
Gravemente
insufficiente
Insufficiente
Sufficiente
Discreto Buono
Ottimo
1-5
6-9
10
11-13
14-15
