fisica 5c - Liceo Caccioppoli

LICEO SCIENTIFICO “ R. CACCIOPPOLI” – NAPOLI
A.S. 2014-2015
Classe V sez. C
FISICA
Prof. P. Santoro
PROGRAMMA SVOLTO
1.
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2.
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ELETTROSTATICA ED ELETTRODINAMICA
Cariche elettrostatiche. Elettrizzazione per strofinio e per induzione
Elettroscopio a foglie. Forza di Coulomb. Costante dielettrica.
Unità di misura della carica elettrica. Carica dell’elettrone
Campo elettrico e sua caratteristica vettoriale. Linee di forza di un campo elettrico
Potenziale elettrostatico e differenza di potenziale
Flusso del campo elettrico e teorema di Gauss
Circuitazione del campo elettrico
Moto di una carica in un campo elettrico
Condensatore, capacità di un condensatore, unità di misura della capacità
Collegamento in serie ed in parallelo dei condensatori
Conduttori ed isolanti
Definizione di intensità di corrente elettrica
Concetto di f.e.m. (d.d.p.). Cenni alle esperienze di Galvani e Volta. Pila elettrica di Volta
Legge di Ohm, resistività e resistenza elettrica
Collegamento in serie ed in parallelo delle resistenze elettriche
Potenza elettrica ed effetto Joule
ELETTROMAGNETISMO
Proprietà magnetiche della materia
Magnetismo, magneti permanenti e domini magnetici
Campo magnetico e caratteristica vettoriale di un campo magnetico
Esperienza di Oersted
Forza agente su un conduttore percorso da corrente. Legge di Laplace
Esperienza di Ampere, definizione dell’ampere
Campo magnetico prodotto dalle correnti elettriche
Vettore induzione magnetica. Legge di Biot-Savart
Definizione di flusso del campo magnetico e teorema di Gauss
Circuitazione del vettore induzione magnetica
Permeabilità magnetica. Materiali diamagnetici, paramagnetici, ferromagnetici
Ciclo di isteresi magnetica
Induzione elettromagnetica. Leggi di Faraday-Neumann. Legge di Lenz
Cenni alle tensioni alternate sinusoidali
3.
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Formulazione delle equazioni di Maxwell
Caratteristiche delle onde elettromagnetiche
Propagazione delle onde elettromagnetiche
Velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche
Frequenza e lunghezza d’onda
Classificazione delle onde elettromagnetiche
4.
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RELATIVITA’
Principi di relatività galileiana e trasformazioni di Galileo
Esperienza di Michelson e Morley
Trasformazioni di Lorentz
Principi della relatività ristretta
Simultaneità di due eventi
Dilatazione dei tempi e contrazione delle lunghezze
Concetto di massa relativistica
Equivalenza massa-energia. Equazione di Einstein
Principi della relatività generale, principio di equivalenza
Conseguenze della relatività generale: deformazione spazio-tempo, quasar, red shift
gravitazionale, spostamento del perielio dell’orbita di mercurio.
6.
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EVOLUZIONE DELLA FISICA DEL XX SECOLO
Concetto di quanto di energia ed emissione quantizzata dell’energia
Effetto fotoelettrico e potenziale d’arresto
Frequenza di soglia. Concetto di fotone. Effetto fotoelettrico spiegato con la teoria dei quanti
Termodinamica e radiazione del corpo nero
Leggi di Stefan-Boltzmann e dello spostamento di Wien
Costante di Planck
Spettro di emissione e spettro di assorbimento
Spettri dell’atomo di idrogeno: (serie di Lymann, serie di Balmer, serie di Paschen, serie di
Brackett, serie di Pfund, serie di Humphrey); frequenza degli spettri di emissione. Formula di
Ritz - Rydberg
Modelli atomici tradizionali (Thompson, Rutherford)
Modello atomico di Bohr
Livelli atomici e numeri quantici: numero quantico principale, secondario, magnetico e di spin
Principio di esclusione di Pauli
5.
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ONDE ELETTROMAGNETICHE
ENERGIA NUCLEARE
Nucleo atomico (protoni e neutroni)
Radioattività naturale
Emissione di particelle decadimento edemissione di raggi neutrino.
Periodo di dimezzamento.
Energia di legame e difetto di massa
Unità di misura dell’energia: definizione dell’elettronvolt
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Curva dell’energia di legame per nucleone in funzione del numero di massa
Fusione nucleare: reazione di fusione utilizzante gli isotopi dell’idrogeno
Produzione di trizio mediante l’impiego del litio.
Fissione nucleare e reazione a catena
Elementi fissili principali: 92U235 - 94PU239 Caratteristica dell’ 92U238
Reattore nucleare: caratteristiche, barre di controllo e moderatore
Reattore autofertilizzante
7.
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8.
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MECCANICA QUANTISTICA
Dualità onda-corpuscolo
Effetto Compton
Onda pilota e relazione di De Broglie;
Equazione di Schrodinger. Funzione d’onda Ψ(x,y,z,t). Interpretazione della funzione
d’onda secondo il modello deterministico di Schrondinger.
Esperimento della doppia fenditura. Collasso della funzione d’onda.
Interpretazione di Copenaghen. Modello probabilistico. Funzione d’onda come funzione di
probabilità secondo l’interpretazione di Max Born. Principio di complementarietà (Bohr).
Principio di indeterminazione di Heisenberg
CENNI ALLA FISICA DELLE PARTICELLE
Caratteristiche delle particelle: massa, carica, momento angolare (spin intero e frazionario)
Classificazione delle particelle secondo il Modello Standard
Particelle di massa e mediatori di forza (fermioni e bosoni)
Fermioni: elettroni, protoni, neutroni, neutrini, antiparticelle(antineutrini e positroni), quark
Classificazione delle forze: elettromagnetica, gravitazionale, nucleare forte e nucleare
debole.
Particelle mediatrici di forza (fotoni, gravitoni, gluoni e bosoni W- W+ e Z0)
Cenno al bosone di Higgs
GLI ALUNNI
IL DOCENTE