Programma svolto nella classe

MOD. PSQ 11 04
Liceo scientifico con annessa
sezione classica
“Ettore Majorana”
Programma svolto nella classe
Materia:
PROGRAMMA SVOLTO
Pagina 1 di 3
5^ Liceo Scientifico
Fisica
sez. B
prof
Testi utilizzati:
titoli:
Dalla meccanica alla fisica moderna
vol.2
Dalla meccanica alla fisica moderna
vol.3
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REV. 0 del 16/04/08
autori:
a.s.
2014/2015
Marina Canali
Walker
Walker
Il campo magnetostatico
Effetti magnetici e dibattito ottocentesco sulla natura del magnetismo
Esperimento storico di Oersted
Esperimento di Ampere e sua teoria sulle origini del magnetismo nella materia.
Campo magnetico generato da un filo rettilineo, da una spira e da un solenoide.
Proprietà del campo magnetostatico: teorema di Gauss e circuitazione del campo magnetico.
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L’azione del campo magnetico su cariche e correnti
Forza di Lorentz.
Moto di una carica in un campo magnetico uniforme: caso in cui la velocità è perpendicolare al campo e
caso generale
Forza di cui risente un tratto rettilineo di circuito percorso da corrente. Unità di misura di B.
Interpretazione dell’esperimento di Oersted e di Ampere alla luce dell’odierna teoria di campo.
Azione di un campo magnetico su di una spira percorsa da corrente. Momento torcente e momento
magnetico di una spira.
Acceleratori lineari: principi di funzionamento e limiti di applicazione
Il ciclotrone: principio di funzionamento e limiti di applicazione. Sincrotroni
Lo spettrometro di massa e la scoperta degli isotopi
L’esperimento di Thomson e la determinazione del rapporto e/m.
Materiali magnetici: Paramagnetismo, Diamagnetismo e Ferromagnetismo. Ciclo di isteresi magnetica.
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Campi magnetici variabili nel tempo e radiazione elettromagnetica
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Scoperta della corrente indotta. Legge di Faraday-Neumann-Lenz.
Deduzione della f.e.m indotta nel caso particolare di flusso tagliato
Legge di Lenz come conseguenza del principio di conservazione dell’energia
Induttanza e fenomeno dell’autoinduzione.
Calcolo dell’energia elettrica immagazzinata in un condensatore e sua densità mediante calcolo integrale.
Calcolo dell’energiamagnetica immagazzinate in un’induttanza e sua densità mediante calcolo integrale
Circuiti RL e RC : calcolo della corrente elettrica in fase di apertura e di chiusura mediante risoluzione
delle equazioni differenziali
Principio di funzionamento dell’alternatore e del motore
Non conservatività del campo elettromotore. Generalizzazione della legge della circuitazione di Ampere
nel caso in cui siano presenti anche campi elettromotori.
Critica di Maxwell alla legge della circuitazione di Ampere.
Ipotesi della corrente di spostamento secondo Maxwell.
Le equazioni di Maxwell e la previsione della propagazione dei campi elettrici e magnetici secondo la
modalità delle onde
Esperimento di Hertz e verifica sperimentale dell’esistenza delle onde elettromagnetiche.
Principio di funzionamento di un’antenna.
Onde elettromagnetiche e loro caratteristiche: velocità di propagazione, spettro elettromagnetico,
densità di energia trasportata da un’onda e.m, intensità e quantità di moto. Polarizzazione:
dimostrazione della natura trasversale delle onde e.m e legge di Malus.
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Liceo scientifico con annessa
sezione classica
“Ettore Majorana”
MOD. PSQ 11 04
PROGRAMMA SVOLTO
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 Relatività ristretta
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Richiami di relatività galileiana.
Problemi delle trasformazioni di Galileo se applicate alle leggi dell’elettromagnetismo e non componibilità
della velocità della luce.
Principio di relatività di Einstein e concezione einsteiniana dello spazio-tempo: critica al concetto di
tempo assoluto e revisione del principio di simultaneità.
Trasformazioni di Einstein-Lorentz e loro conseguenze: contrazione delle lunghezze e dilatazione dei
tempi. Tempo di vita medio dei muoni.
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Il cronotopo di Minkowsky: evento, linea di universo e significato fisico del coefficiente angolare della
tangente alla linea di universo, cono di luce. Passato, presente e futuro nella relatività einsteiniana.
Interpretazione geometrica delle trasformazioni di Einstein
Invariante spazio-tempo.
Composizione relativistica delle velocità
Effetto Doppler con le onde elettromagnetiche. Effetto Doppler trasversale. Red shift.
Quantità di moto relativistica. Seconda legge della dinamica nella teoria della relatività ristretta.
Energia relativistica ed Equivalenza massa – energia
Invariante energia – quantità di moto
 Il nucleo atomico e le forze nucleari
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Proprietà del nucleo atomico: composizione, numero atomico e numero di massa, raggio e densità
nucleare, numero di protoni e di neutroni in funzione del numero di massa. Isotopi di un elemento.
Forza nucleare e sue caratteristiche. Il difetto di massa.
Energia di legame per nucleone: ordine di grandezza e suo andamento in funzione del numero di massa.
Decadimento α e le sue proprietà. Calcolo dell’energia emessa nel decadimento.
Decadimento β + e β - . Importanza dei principi di conservazione per la sua corretta interpretazione
L’ipotesi del neutrino. Calcolo dell’energia emessa nel decadimento β + e βIl positrone ed il processo di annichilazione. Creazione di coppie
Decadimento γ.
Legge del decadimento radioattivo. Tempo di dimezzamento e vita media di un elemento. Metodi di
datazione col 14C.
Serie radioattive.
Reazioni nucleari artificiali e loro proprietà
La fissione nucleare e sue caratteristiche.
Principi di funzionamento e componenti principali di un reattore nucleare tradizionale ed autofertilizzante
La fusione nucleare. Il ciclo protone-protone
Vita e morte di una stella. Diagramma HR
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La nascita della meccanica quantistica
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La radiazione di corpo nero e l’ipotesi di Planck
L’effetto fotoelettrico e l’idea del fotone
Quantità di moto di un fotone ed effetto Compton
Caratteristiche degli spettri atomici e prime leggi sperimentali. Serie di Lymann, Balmer e Paschen
Scoperta dell’elettrone e nascita della fisica atomica. Modello di Rurhetford e sue difficoltà
Atomo di Bohr: ipotesi, successi e limiti
Ipotesi di De Broglie ed affermazione dell’interpretazione probabilistica di Copenaghen..
Il principio di indeterminazione di Heisemberg
Liceo scientifico con annessa
sezione classica
“Ettore Majorana”
MOD. PSQ 11 04
PROGRAMMA SVOLTO
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Materiali utiizzati:
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I ragazzi hanno studiato principalmente sugli appunti delle lezioni tenute dalla docente
Walker vol.2 cap.15 : tutto ad eccezione di pag.679-pag.695
Walker vol.3 cap.16 : tutto ad eccezione di pag.733-737-751-752
Walker vol.3 cap.18 : da pag. 817 a pag.843
Walker vol.3 cap.19 : paragrafo 2,5,6,7
Walker vol.3 cap.20 : tutto ad eccezione di pag.905. + Fotocopie fornite dalla docente
Walker vol.3 cap.21 : da pag.945 a pag.970 e da pag.978 a pag.982
Walker vol.3 cap.23 : da pag.1045 a pag.1074 + Fotocopie fornite dalla docente sull’evoluzione
delle stelle.
FIRMA DOCENTE
FIRMA STUDENTI
DATA: 04 /06 / 2015