Liceo Scientifico Galileo Galilei di Siena Anno

Liceo Scientifico Galileo Galilei di Siena
Anno Scolastico 2013/2014
PROGRAMMA SVOLTO
CLASSE 4B/4F
Materia: FISICA
Docente Pacini Chiara
Dinamica dei fluidi
La corrente in un fluido
L’equazione di continuità
L’equazione di Bernoulli
L’effetto Venturi
L’attrito nei fluidi
La caduta in un fluido
Le onde elestiche
Onde su una corda, onde trasversali e longitudinali
Fronti d’onda e raggi
Onde periodiche
Onde armoniche
L’interferenza
L’interferenza in un piano e nello spazio
Diffrazione, riflessione e rifrazione (cenni)
Il suono
Le onde sonore
Le caratteristiche del suono (cenni sulle scale musicali)
I limiti di udibilità
L’eco
I battimenti
L’effetto Doppler
Ottica geometrica
Natura corpuscolare e ondulatoria della luce
La velocità della luce: da Galileo all’esperienza di Fizeau
Le sorgenti di luce e la propagazione della luce
La riflessione e lo specchio piano
Gli specchi curvi
Costruzione delle immagini per gli specchi sferici
La legge dei punti coniugati e l’ingrandimento
La rifrazione
La dispersione della luce
La riflessione totale
I miraggi
Le lenti, l’occhio e gli strumenti ottici
Le lenti sottili convergenti e divergenti
La formula delle lenti sottili e l’ingrandimento
Le aberrazioni delle lenti
Macchina fotografica
L’occhio
Il microscopio e il cannocchiale
L’occhio e la correzione dei difetti visivi
Le onde luminose
Onde e corpuscoli
L’irradiamento e l’intensità di radiazione
Le grandezze fotometriche (cenni)
L’interferenza della luce e l’esperimento di Young
La diffrazione
I colori e la lunghezza d’onda
L’emissione e l’assorbimento della luce
Elettrostatica
La carica elettrica
Elettrizzazione per strofinio
Conduttori e isolanti
Elettrizzazione per contatto
Elettroscopio
La legge di Coulomb
Confronto tra forza elettrica e forza gravitazionale
Elettrizzazione per induzione
Elettroforo di Volta
Polarizzazione
Il campo elettrico
Il vettore campo elettrico
Il campo elettrico di una carica puntiforme
Le linee del campo elettrico
Il flusso del campo elettrico e il Teorema di Gauss (con dim.)
Applicazioni del Teorema di Gauss: campo elettrico di una distribuzione piana infinita di carica (con
dim), campo elettrico di una distribuzione lineare infinita di carica (con dim), campo elettrico all’interno
e all’esterno di una distribuzione sferica di carica (senza dim.)
Il potenziale elettrico
L’energia potenziale elettrica
Il potenziale elettrico e la differenza di potenziale elettrico
Il potenziale di una carica puntiforme
Moto spontaneo delle cariche elettriche
Le superficie equipotenziali
La deduzione del campo elettrico dal potenziale
Fenomeni di elettrostatica
La distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico
Il campo elettrico e il potenziale in un conduttore in equilibrio elettrostatico
Potere delle punte
Il problema generale dell’elettrostatica
La capacità di un conduttore
Il condensatore
Capacità di un condensatore
Condensatori in serie e in parallelo
La capacità equivalente
Esperienze di laboratorio
Il tubo di Venturi. Esperienze varie sulla dinamica dei fluidi.
Esperienze sulle onde con le molle
Ondoscopio:
- fronti d’onda e raggi d’onda
- riflessione
- figure di interferenza
- diffrazione
Esperienze sulle onde sonore:
- il diapason
- pompa a vuoto con campanello
- sirena di Savart
- sirena di Cagnard de La Tour
- fischietto di Galton
- i battimenti
Propagazione della luce e formazione delle ombre
Camera oscura
Riflessione e rifrazione con cartoni e spilli. Riflessione totale.
Riflessione della luce su specchi piani, concavi e convessi con disco di Hartl
Formazione delle immagini con specchi concavi e schermo
Formazione delle immagini con lenti convergenti e divergenti e schermo
Rifrazione della luce con disco di Hartl e raggio laser (in acqua)
Dispersione della luce con il prisma
Esperienze con banco ottico: diffrazione attraverso un foro, diffrazione attraverso una fenditura,
interferenza
Elettrizzazione per strofinio ed induzione.
Pendolino elettrico e carica elettrica. Bacchetta elettrizzante
Elettroscopio e possibili utilizzi
Elettroforo di Volta
Visualizzazione delle linee del campo elettrico (carica puntiforme, coppia di cariche puntiformi di
segno opposto, elettrodi a facce piane parallele, a goccia)
Il Generatore di Van de Grahff
Gabbia di Faraday
Vento elettrico
Arganetto elettrico
Condensatore di Epino
Libro di testo: L’Amaldi per i licei scientifici.blu, Ugo Amaldi, Vol. 1 e 2, Zanichelli – Per la sezione
sull’ottica geometrica, non presente nel libro di testo, è stato usato il testo del biennio e materiale
integrativo.
Siena, 6 Giugno 2014
La Prof.ssa Pacini Chiara
Liceo Scientifico Galileo Galilei di Siena
Anno Scolastico 2013/2014
PROGRAMMA SVOLTO
CLASSE 4F
Materia: MATEMATICA
Docente Pacini Chiara
Disequazioni goniometriche
Disequazioni goniometriche elementari. Disequazioni riconducibili a disequazioni elementari.
Risoluzione grafica di disequazioni in seno e coseno di primo e secondo grado.
Potenze e logaritmi
Potenze con esponente reale. La curva esponenziale. Equazioni e disequazioni esponenziali.
I logaritmi. Proprietà dei logaritmi. La curva logaritmica. Equazioni e disequazioni logaritmiche.
Risoluzione grafica di equazioni e disequazioni.
I numeri complessi
I numeri complessi. I numeri immaginari. Calcolo con i numeri immaginari e complessi in forma
algebrica. Vettori e numeri complessi. Le coordinate polari e le equazioni delle curve. Forma
trigonometrica di un numero complesso e operazioni tra essi. Radici n-esime dell’unità e di un numero
complesso. Forma esponenziale di un numero complesso.
Geometria solida
Punti, rette e piani nello spazio. Parallelismo e perpendicolarità nello spazio. Trasformazioni
geometriche I poliedri. I solidi di rotazione. Le aree dei solidi notevoli. L’estensione e l'equivalenza dei
solidi. I volumi dei solidi notevoli. Problemi di geometria solida.
Il calcolo combinatorio
Ripasso di disposizioni, permutazioni e combinazioni semplici.
Disposizioni, permutazioni e combinazioni con ripetizione. La funzione n!. La legge dei tre fattoriali e la
legge delle classi complementari. I coefficienti binomiali, le loro proprietà e il binomio di Newton.
Calcolo delle probabilità
Gli eventi: definizione e nomenclatura. La concezione classica di probabilità. La concezione statistica di
probabilità. La concezione soggettiva di probabilità. La concezione assiomatica di probabilità. La
probabilità della somma logica di eventi. La probabilità condizionata. La probabilità del prodotto logico
di eventi. Il problema delle prove ripetute. Il Teorema di Bayes.
Funzioni reali di variabile reale
Ripasso: definizioni e terminologia. Campo di esistenza. Grafico di una funzione. Funzioni elementari:
funzione logaritmica, funzione esponenziale, funzione valore assoluto, funzione inversa. Funzioni pari e
dispari. Funzioni crescenti e decrescenti. Funzione periodica. Grafici deducibili. Dominio di una
funzione, intersezione con gli assi cartesiani, segno di una funzione e rappresentazione dei risultati sul
piano cartesiano. Grafico probabile di una funzione: intere, fratte, irrazionali, esponenziali, logaritmiche,
goniometriche.
Limiti di una funzione
Nozione di limite finito e infinito in un punto. Asintoti verticali. Limite finito di una funzione
all’infinito. Asintoti orizzontali. Limite infinito di una funzione all’infinito. Limite sinistro, limite destro.
Limiti fondamentali. Teoremi sui limiti: teorema di unicità del limite, teorema del confronto. Operazioni
sui limiti. Limiti di forme indeterminate. Limiti notevoli.
Funzioni continue
Definizione di funzione continua in un punto. Punti di discontinuità: di prima specie, seconda e di terza
specie. Asintoti verticali, orizzontali e obliqui
Cenni alle successioni e progressioni aritmetiche e geometriche.
Libro di testo: Manuale blu 2.0 di matematica, Bergamini , Trifone, Barozzi Vol. 3 (O, Q) e Vol.4 (N, ,
U) - Zanichelli
Siena, 6 Giugno 2014
La Prof.ssa Pacini Chiara
Liceo Scientifico Galileo Galilei di Siena
Anno Scolastico 2013/2014
PROGRAMMA SVOLTO
CLASSE 4B
Materia: MATEMATICA
Docente Pacini Chiara
Equazioni goniometriche
Equazioni goniometriche lineari. Equazioni omogenee di primo e secondo grado o ad esse riconducibili.
Disequazioni goniometriche
Disequazioni goniometriche elementari. Disequazioni riconducibili a disequazioni elementari.
Risoluzione grafica di disequazioni in seno e coseno di primo e secondo grado.
Potenze e logaritmi
Potenze con esponente reale. La curva esponenziale. Equazioni e disequazioni esponenziali.
I logaritmi. Proprietà dei logaritmi. La curva logaritmica. Equazioni e disequazioni logaritmiche.
Risoluzione grafica di equazioni e disequazioni.
Le trasformazioni geometriche
Le trasformazioni geometriche. Traslazione, simmetrie centrale e assiale (rette parallele agli assi
cartesiani e bisettrici dei quadranti. Le isometrie.
Geometria solida
Punti, rette e piani nello spazio. Parallelismo e perpendicolarità nello spazio. Trasformazioni
geometriche I poliedri. I solidi di rotazione. Le aree dei solidi notevoli. L’estensione e l'equivalenza dei
solidi. I volumi dei solidi notevoli. Problemi di geometria solida.
Il calcolo combinatorio
Ripasso di disposizioni, permutazioni e combinazioni semplici.
Disposizioni, permutazioni e combinazioni con ripetizione. La funzione n!. La legge dei tre fattoriali e la
legge delle classi complementari. I coefficienti binomiali, le loro proprietà e il binomio di Newton.
Calcolo delle probabilità
Gli eventi: definizione e nomenclatura. La concezione classica di probabilità. La concezione statistica di
probabilità. La concezione soggettiva di probabilità. La concezione assiomatica di probabilità. La
probabilità della somma logica di eventi. La probabilità condizionata. La probabilità del prodotto logico
di eventi. Il problema delle prove ripetute. Il Teorema di Bayes.
Funzioni reali di variabile reale
Ripasso: definizioni e terminologia. Campo di esistenza. Grafico di una funzione. Funzioni elementari:
funzione logaritmica, funzione esponenziale, funzione valore assoluto, funzione inversa. Funzioni pari e
dispari. Funzioni crescenti e decrescenti. Funzione periodica. Grafici deducibili. Dominio di una
funzione, intersezione con gli assi cartesiani, segno di una funzione e rappresentazione dei risultati sul
piano cartesiano. Grafico probabile di una funzione: intere, fratte, irrazionali, esponenziali, logaritmiche,
goniometriche
Limiti di una funzione
Nozione di limite finito e infinito in un punto. Asintoti verticali. Limite finito di una funzione
all’infinito. Asintoti orizzontali. Limite infinito di una funzione all’infinito. Limite sinistro, limite destro.
Limiti fondamentali. Teoremi sui limiti: teorema di unicità del limite, teorema del confronto. Operazioni
sui limiti. Limiti di forme indeterminate. Limiti notevoli.
Funzioni continue
Definizione di funzione continua in un punto. Punti di discontinuità: di prima specie, seconda e di terza
specie. Asintoti verticali, orizzontali e obliqui
Libro di testo: Manuale blu 2.0 di matematica, Bergamini , Trifone, Barozzi Vol. 3 (O, Q) e Vol.4 (N, ,
U) - Zanichelli
Siena, 6 Giugno 2014
La Prof.ssa Pacini Chiara
Liceo Scientifico Galileo Galilei di Siena
Anno Scolastico 2013/2014
PROGRAMMA SVOLTO
CLASSE 2F
Materia: FISICA
Docente Pacini Chiara
Equilibrio dei fluidi
La pressione. L’idrostatica. Principio di Pascal. Legge di Stevino. Vasi comunicanti. La pressione
atmosferica. La spinta di Archimede. Il galleggiamento dei corpi.
Ottica geometrica
Cenni sulla natura corpuscolare e ondulatoria della luce. Le sorgenti di luce e la propagazione rettilinea
della luce. La riflessione e lo specchio piano.
Gli specchi sferici. Costruzione delle immagini per gli specchi sferici. La legge dei punti coniugati e
l’ingrandimento. La rifrazione. La dispersione della luce. La riflessione totale.
Le lenti, l’occhio e gli strumenti ottici
Le lenti sottili convergenti e divergenti. I raggi principali. Costruzione di immagini. La formula delle
lenti sottili e l’ingrandimento. Macchina fotografica. Il microscopio e il cannocchiale, strumenti ottici.
L’occhio e la correzione dei difetti visivi.
Calore e temperatura
Oggetti caldi e freddi. La misura della temperatura. Il termometro e le scale termometriche (Celsius,
Kelvin). La dilatazione lineare dei solidi. La dilatazione volumica dei solidi. La dilatazione volumica dei
liquidi e dei gas. Trasformazione di energia meccanica in calore. Equilibrio termico. Capacità termica e
calore specifico. Relazione fondamentale della calorimetria. Unità di misura del calore. Propagazione del
calore. Conduzione e convezione. Irraggiamento. Il calorimetro. Calcolo della temperatura di equilibrio
termico.
I passaggi tra stati di aggregazione. La fusione e la solidificazione. La vaporizzazione e la
condensazione. La condensazione e la temperatura critica. La sublimazione.
La descrizione del moto
La meccanica. Lo spazio e il tempo. Il sistema di riferimento e l’osservatore, la traiettoria. La tabella
oraria e il diagramma orario. La velocità media.
Il moto rettilineo uniforme. La legge oraria e il diagramma orario. Il grafico spazio-tempo e velocità
tempo. Il moto vario: velocità media ed istantanea.
L’accelerazione media; il grafico spazio tempo, velocità tempo e accelerazione tempo; il moto
uniformemente accelerato legge oraria. Il moto di caduta libera dei gravi.
I principi della dinamica
il primo principio della dinamica; i sistemi di riferimento inerziali; l’effetto delle forze; il secondo
principio della dinamica; il terzo principio della dinamica.
Lavoro
Definizione di lavoro. Calcolo del lavoro quando forza e spostamento hanno direzioni diverse.
Esperienze di laboratorio: Esperienze sulla pressione con la campana a vuoto. Bilancia idrostatica.
Diavoletto di Cartesio. Vasi comunicanti. Esperienze sulla legge di Stevino e sul Principio di
Archimede. Propagazione della luce e formazione delle ombre. Camera oscura. Riflessione totale.
Riflessione della luce su specchi piani, concavi e convessi con disco di Hartl. Formazione delle
immagini con specchi concavi e schermo. Formazione delle immagini con lenti convergenti e divergenti
e schermo. Rifrazione della luce con disco di Hartl e raggio laser (in acqua). Dispersione della luce con
il prisma. Calcolo dell’equivalente in acqua del calorimetro; esp. su dilatazione termica: anello di
Gravesande ed esp. Dilatometro, radiometro di Crookes. Conducibilità e trasmissione del calore: cassetta
Ingenhouze; esp. di conduzione nei solidi e convezione nei liquidi. Esp. varie sull’equilibrio termico.
Punto triplo dell’acqua. Rigelo. Esperienze sul moto con l’air table.
Siena, 6 Giugno 2014
La Prof.ssa Pacini Chiara
Testo: Consonni, Pizzorno, Ragusa – I PERCHE’ DELLA FISICA 1 - TRAMONTANA
Liceo Scientifico Galileo Galilei di Siena
Anno Scolastico 2013/2014
PROGRAMMA SVOLTO
CLASSE I E
Materia: FISICA
Docente Pacini Chiara
Le grandezze fisiche
Introduzione alla fisica e al metodo scientifico. Grandezza fisica e sua misura. Confronto fra lunghezze.
Il Sistema Internazionale di unità di misura. Operazioni con le grandezze fisiche. Regole di scrittura.
Multipli e sottomultipli. Definizioni di secondo, metro e chilogrammo. Grandezze fisiche fondamentali e
grandezze fisiche derivate. Notazione esponenziale scientifica. Ordine di grandezza.
La misura
Strumenti di misura e loro caratteristiche. Misure dirette e indirette.
Gli errori di misura. Errori sistematici ed errori accidentali. Il calcolo del valore medio di una serie di
misure. Il calcolo dell’errore assoluto. Come si scrive il risultato di una misurazione.
Le cifre significative di una misura. Indicazioni per scrivere correttamente una misura.
Il calcolo dell’errore relativo e dell’errore percentuale. Il calcolo dell’errore nelle misure indirette.
Le relazioni tra le grandezze
I grafici. Grandezze direttamente proporzionali. La relazione lineare. Grandezze inversamente
proporzionali. Grandezze in proporzione quadratica diretta. Dai dati sperimentali alla rappresentazione
grafica. Le fasi del metodo scientifico sperimentale.
Ottica geometrica
Cenni sulla natura corpuscolare e ondulatoria della luce. Le sorgenti di luce e la propagazione rettilinea
della luce. La riflessione e lo specchio piano.
Gli specchi sferici. Costruzione delle immagini per gli specchi sferici. La legge dei punti coniugati e
l’ingrandimento. La rifrazione. La dispersione della luce. La riflessione totale.
Le lenti, l’occhio e gli strumenti ottici
Le lenti sottili convergenti e divergenti. I raggi principali. Costruzione di immagini. La formula delle
lenti sottili e l’ingrandimento. Il microscopio e il cannocchiale, strumenti ottici. L’occhio e la correzione
dei difetti visivi.
Le operazioni con i vettori
Grandezze fisiche scalari e vettoriali. Somma di vettori nel piano aventi stessa direzione. Somma di
vettori nel piano con direzioni diverse. La sottrazione di vettori nel piano. Il prodotto di un vettore per
uno scalare. La scomposizione di un vettore. La scomposizione cartesiana di un vettore nel piano.
Le forze
Che cosa è una forza. Le quattro forze fondamentali. L’effetto delle forze. Le forze sono grandezze
vettoriali. La forza peso. La forza elastica. La misura delle forze. Le forze di attrito radente, volvente,
viscoso. Cenni all’attrito statico e dinamico.
Risoluzione di test, esercizi e problemi sugli argomenti svolti.
Uso di software specifico per equivalenze e lettura di misure con il calibro. Utilizzo di Cabri per la
costruzione di immagini con lo specchio sferico. Esperienze di laboratorio: misure di lunghezze e
superfici con righelli, metri e calibri con calcolo degli errori. Misure di volumi con i cilindri graduati,
con calcolo degli errori. Misure di densità di solidi e liquidi. Verifica della proporzionalità tra la
lunghezza di una circonferenza e il suo diametro. Propagazione della luce e formazione delle ombre.
Camera oscura. Riflessione totale. Riflessione della luce su specchi piani, concavi e convessi con disco
di Hartl. Formazione delle immagini con specchi concavi e schermo. Formazione delle immagini con
lenti convergenti e divergenti e schermo.
Testo adottato: Claudio Romeni– Realtà e fisica. Blu- Zanichelli
Siena, 6 Giugno 2014
La Prof.ssa Pacini Chiara