LICEO SCIENTIFICO `A.ROITI` - Ferrara Programma Svolto a.s. 2013

1
LICEO SCIENTIFICO ‘A.ROITI’ - Ferrara
Programma Svolto
a.s. 2013/14
CLASSE:
VF
DISCIPLINA: Fisica
DOCENTE:
Prof. Francesco Galvani
ELETTROMAGNETISMO
La carica e il campo elettrico: la carica elettrica e le interazioni fra corpi elettrizzati, conduttori e
isolanti, la legge di Coulomb, il campo elettrico, il campo elettrico generato da una carica puntiforme e
da semplici distribuzioni di cariche, i campi elettrici dei conduttori in equilibrio elettrostatico;
l’esperimento di Millikan e la quantizzazione della carica elettrica; concetti di campo vettoriale e di
flusso, teorema di Gauss e alcune sue importanti applicazioni nella determinazione del campo
elettrostatico per particolari distribuzioni di carica.
Il potenziale e la capacità: l’energia potenziale elettrica, il potenziale e la differenza di potenziale;
campi vettoriali conservativi e circuitazione; le superfici equipotenziali e il potenziale elettrico dei
conduttori; campo e potenziale di un conduttore un equilibrio elettrostatico, teorema di Coulomb,
potere delle punte; i condensatori e la capacità, sistemi di condensatori, energia immagazzinata in un C.
carico, densità di energia del campo elettrico.
La corrente elettrica nei metalli: la corrente elettrica e la forza elettromotrice, la resistenza elettrica e
leggi di Ohm; resistenze in serie e in parallelo, 1° e 2° principio di Kirchhoff e analisi di reti
elementari; strumenti di misura (voltmetro e amperometro); circuito RC (carica e scarica con trattazione
matematica); energia, potenza elettrica ed effetto Joule; l’estrazione di elettroni da un metallo, effetto
termoionico, effetto Volta, effetto Seebeck, il diodo (a pag.158).
La conduzione nei liquidi (fino a pag 156): l’elettrolisi, conducibilità delle soluzioni elettrolitiche
e le leggi di Faraday; pile e accumulatori, la pila di Volta (la disputa Galvani-Volta e le tre leggi di Volta).
Il magnetismo: campi magnetici generati da magneti e da correnti; il C.M. terrestre; il C.M. generato da
correnti e interazione corrente–magnete (la scoperta di H.C.Oersted); interazione magnete- corrente;
il vettore B, campo d’induzione magnetica; interazione corrente–corrente (la scoperta di A.M.Ampère),
definizione dell’Ampère come unità di misura; il campo magnetico di alcune distribuzioni
di corrente, legge di Biot-Savart per il filo rettilineo e per la spira circolare (nel centro della spira);
teorema della circuitazione di Ampère, induzione magnetica di un solenoide retto; il flusso del vettore B
(teorema di Gauss per il magnetismo); momento torcente di un campo magnetico su una spira
percorsa da corrente; principio di funzionamento del motore elettrico a corrente continua.
Forze magnetiche sulle correnti e sulle cariche elettriche: ancora sull’interazione magnete-corrente,
forza di Lorentz; moto di una carica elettrica in un campo magnetico uniforme; l’aurora boreale;
l’esperimento di Thomson (trattazione analitica- pag. 318); lo spettrografo di massa; acceleratori di
particelle (ciclotrone e sincrotrone); l’effetto Hall.
L’azione di un campo magnetico su una spira percorsa da corrente, il momento torcente sulla spira, il
momento magnetico della spira, il principio di funzionamento del motore elettrico a corrente continua.
Proprietà magnetiche della materia
Diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo (caratteristiche generali), il momento magnetico
degli atomi (solo pagine 197,198).
Induzione elettromagnetica e applicazioni: gli esperimenti di Faraday e le correnti indotte; la legge di
Faraday-Neumann e la legge di Lenz; le correnti di Foucault; il principio di funzionamento
dell’alternatore e della dinamo, mutua induzione e autoinduzione, induttanza di un circuito e
autoinduzione elettromagnetica; extracorrenti di chiusura e di apertura di un circuito RL (trattazione
matematica); energia e densità di energia del campo magnetico.
2
Circuiti elettrici in corrente alternata: la potenza assorbita da un circuito a corrente alternata
e valore efficace della corrente e della f.e.m.; i circuiti domestici e la sicurezza, l’interruttore
differenziale.
Analisi dei circuiti in corrente alternata (circ.ohmico, capacitivo, induttivo).
La trasformazione delle tensioni oscillanti, il trasformatore e il trasporto dell’energia elettrica.
Le onde elettromagnetiche (o.e.): il campo elettromagnetico, le quazioni di Maxwell come
sintesi delle leggi dell’elettromagnetismo studiate, legge di Faraday-Neumann e campo elettrico indotto;
corrente di spostamento e campo magnetico, la propagazione delle o.e., produzione e ricezione di o.e., lo
spettro delle o.e. .
IL NUCLEO E LA RADIOATTIVITA’ (fino a pagina 460): la struttura del nucleo atomico, la radioattività
naturale, i rivelatori di radiazioni, il decadimento radioattivo (legge del decadimento radioattivo, periodo
di dimezzamento, vita media e attività), gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti.
LABORATORIO - osservazioni sperimentali effettuate:
1. fenomeni di elettrizzazione, uso dell’elettroscopio, bilancia di torsione di Coulomb;
2. effetti magnetici della corrente elettrica (osservazione di spettri, momento torcente di un
3. campo magnetico su una spira percorsa da corrente);
4. esperienze di Faraday sulle correnti indotte.
Libro di testo: Fisica 3° Vol. – A.Caforio, A.Ferilli – Le Monnier.