Riunione del dipartimento di FISICA

Riunione del dipartimento di FISICA
Referente: DE TOFFOL Stefano
Disciplina
FISICA - Indirizzi ordinario (nuovo ordinamento) e
scienze applicate Anni di corso: 1°, 2°, 3°
compilare per ogni disciplina
1
Argomenti introduttivi.
1. Essere in grado di operare utilizzando multipli e sottomultipli di una grandezza fisica. Saper
utilizzare la notazione scientifica in modo corretto e coerente.
2. Saper operare con le coordinate cartesiane; saper rappresentare graficamente dei dati; saper
leggere un grafico estraendone valori.
3. Saper operare graficamente con i vettori
Cinematica.
4. Saper analizzare e descrivere moti elementari: moti uniformi, uniformemente
accelerati, vari (tramite l’analisi di diagrammi temporali da cui dedurre caratteristiche
fondamentali, quali: uniformità o non uniformità del moto, velocità e accelerazione
istantanea nei vari punti).
Meccanica.
5. Saper determinare le condizioni di equilibrio di un punto materiale e di un corpo
rigido. Saper applicare i principi della dinamica (il livello di difficoltà è quello dei
problemi d’esempio, risolti e commentati, nei diversi capitoli del libro di testo in adozione
e degli esercizi posti alla conclusione di ogni capitolo, il cui livello di difficoltà è classificato
come * o **).
Laboratorio.
6. Saper raccogliere e organizzare in modo ordinato, coerente e preciso i dati di
un’esperienza di laboratorio.
2
Meccanica.
1. Saper applicare le leggi di conservazione dell’energia e della quantità di moto a semplici
problemi del punto materiale.
Fluidi
2. Saper applicare il principio di Archimede e dei vasi comunicanti.
Termologia e termodinamica
3. Saper utilizzare le leggi della dilatazione termica.
4. Saper illustrare come si determina la temperatura di equilibrio in un sistema le cui parti non
sono tutte alla stessa temperatura.
5. Saper applicare le leggi dei gas ideali. Saper determinare il lavoro, l’energia interna, il
calore scambiati in una trasformazione termodinamica.
Ottica geometrica
6. Saper costruire graficamente le immagini prodotte da specchi e lenti sottili. Saper applicare
le leggi degli specchi e delle lenti sferiche ai casi più semplici.
Laboratorio.
7. Saper raccogliere e organizzare in modo ordinato, coerente e preciso i dati di
un’esperienza di laboratorio.
COMPETENZE
da raggiungere
(distinte per anno di corso)
Oltre alle competenze/abilità minime stabilite al primo anno, che si suppone tutti gli allievi già
posseggano, al terzo anno si richiederà un linguaggio espositivo maggiormente curato e preciso.
La capacità di legare fra loro principi e leggi verrà considerata ora parametro aggiuntivo per la
valutazione dei requisiti minimi per il raggiungimento della sufficienza.
3
Meccanica.
1. Saper analizzare i problemi dal punto di vista delle forze e saper applicare i principi della
dinamica.
2. Saper determinare le condizioni di equilibrio di un punto materiale e di un corpo rigido.
3. Saper valutare il comportamento dinamico di corpi rigidi in rotazione.
4. Saper applicare i principi di conservazione alla risoluzione di problemi semplici.
5. Saper utilizzare le equazioni del moto armonico nello studio di sistemi oscillanti.
6. Saper analizzare i problemi dal punto di vista dell’energia.
Gravitazione
7. Saper calcolare la forza gravitazionale e l’energia potenziale gravitazionale in semplici
sistemi di corpi.
8. Saper utilizzare la legge di gravitazione universale e le leggi di Keplero al fine di
determinare il periodo di rivoluzione, la velocità orbitale o la distanza di rivoluzione di un
satellite orbitante attorno ad un pianeta.
Fluidi
9. Saper applicare a semplici problemi il principi di Pascal, la legge di Archimede, legge dei
vasi comunicanti, le legggi di Stevino e Bernoulli. Saper caratterizzare il moto di un fluido,
distinguendo fra moti laminari piani di fluidi incomprimibili non viscosi e moti di fluidi reali.
Indicativamente possiamo ritenere che un problema sia semplice se può risolversi per mezzo di uno-tre passaggi logici
(deduzione, calcolo, applicazioni successive di formule).
Criteri di promozione.
Aver raggiunto un livello di competenze sufficienti relativamente ai punti 1 ÷ 6 elencati
sopra. Per quanto riguarda il livello di difficoltà dei problemi, il livello di competenze
minimo è quello relativo agli esercizi che il libro di testo classifica con *.
Obiettivi formativi
ESSENZIALI
ovvero
- criteri promozione
- programma per idoneità
- programma per mobilità
internazionale
1
(distinte per anno di corso)
Programma per l’idoneità.
Argomenti introduttivi. La matematica per la fisica. I vettori nel piano. Grandezze
fisiche e loro misura.
Cinematica. Leggi orarie dei moti rettilinei uniformi e uniformemente accelerati. Moto
circolare uniforme.
Meccanica. Le forze fondamentali. Forza peso, forze d’attrito, forza elastica. Momento di
una forza. Equilibrio di un punto materiale e di un corpo rigido. Le leggi di Newton. Lavoro,
energia, quantità di moto.
Criteri di promozione.
Aver raggiunto un livello di competenze sufficienti relativamente ai punti 1 ÷ 6 elencati
sopra. Per quanto riguarda il livello di difficoltà dei problemi, il livello di competenze
minimo è quello relativo agli esercizi che il libro di testo classifica con *.
2
Programma per l’idoneità.
Meccanica Definizione/concetto di: forza, reazione vincolare, coppia di forze, momento
di una forza. Forze fondamentali della natura: confronto, differenze principali, campo
d’azione. Condizioni per l'equilibrio di un punto materiale e di un corpo rigido.
Principi della dinamica e loro interpretazione. Concetto d’inerzia.
Fluidi Proprietà dei fluidi non viscosi e leggi che regolano il loro equilibrio.
Termologia Definizione di temperatura. Scale termometriche. Leggi della dilatazione
termica.
Termodinamica Caratterizzazione di uno stato termodinamico per mezzo di grandezze
macroscopiche e microscopiche. Leggi di Gay-Lussac e legge generale dei gas.
Variabili di stato e funzioni di stato. Calore. Calore specifico e capacità termica.
Equilibrio termico e stati di equilibrio. Cambiamenti di stato.
Meccanismi di propagazione del calore.
Primo e secondo principio della termodinamica (enunciato e caratterizzazione con
esempi). Definizione di macchina termica. Rendimento di una macchina termica.
Ottica geometrica
Leggi della riflessione e della rifrazione.
Criteri di promozione.
Aver raggiunto un livello di competenze sufficienti relativamente ai
punti 1 ÷ 9 elencati sopra. Per quanto riguarda il livello di difficoltà dei problemi, il livello
di competenze minimo è quello relativo agli esercizi che il libro di testo classifica con *.
Programma per l’idoneità.
Viene approfondito il programma di fisica del primo anno e quello del secondo anno fino
ai fluidi. A questo vanno aggiunti i seguenti argomenti:
Meccanica
Approfondimento dei concetti di:
lavoro, potenza, energia, quantità di moto, momento della quantità di moto.
Forze elastiche e moti armonici.
Principi di conservazione dell’energia e della quantità di moto.
Momento d’inerzia di un corpo rigido.
Principio di conservazione del momento angolare.
Gravitazione
Legge di gravitazione universale. Energia potenziale gravitazionale. Leggi di Keplero.
Fluidi
Proprietà generali dei fluidi. Leggi che regolano l’equilibrio e il moto stazionario dei fluidi
incomprimibili (regime laminare).
3
Contributi della
disciplina
all’Educazione
stradale
Contributi della
disciplina
all’Educazione alla
Cittadinanza attiva e
alla Costituzione
Proposte per
l’approfondimento e
la valorizzazione
delle eccellenze
1
Moti uniformi e uniformemente accelerati, attriti, calcolo di tempi di frenata.
2
−
3
Dinamica degli urti
1
−
2
−
3
−
Nel caso in cui si manifestino particolari predisposizioni per la fisica, gli insegnanti cureranno con
particolare attenzione l’insegnamento della disciplina e suggeriranno approfondimenti opportuni,
seguendo le inclinazioni dell’allievo e favorendo lo sviluppo di un percorso di indagine personale. Qui di
seguito sono elencati alcuni progetti extracurricolari a cui gli allievi potranno riferirsi per approfondire il
normale programma di fisica. Altre attività saranno eventualmente proposte entro il mese di ottobre 2012
(approvazione del POF a.s. 2012-2013)
1
Giochi di anacleto, Olimpiadi della fisica per gli allievi del primo biennio.
2
Giochi di anacleto, Olimpiadi della fisica per gli allievi del primo biennio.
3
Olimpiadi della fisica (fasi di Istituto, regionali, nazionali, internazionali).
Progetto “Problemi di fisica”.
Eventuali acquisti di beni di consumo o in conto capitale, riviste specializzate −
Disciplina
FISICA - Indirizzo di ordinamento
Anni di corso: 4° e 5°
I prerequisiti, in termini di conoscenze, necessari all’acquisizione delle competenze qui elencate
sono le stesse del “programma di idoneità”, riportato più sotto.
COMPETENZE
da raggiungere
(distinte per anno di corso)
4
Fluidi
1. Saper applicare le leggi che regolano i fluidi alla risoluzione di semplici problemi.
Termologia
2. Saper utilizzare le leggi della dilatazione termica.
3. Saper applicare la legge di Fourier nel caso di flussi di calore attraverso lastre piane
omogenee.
Termodinamica
4. Saper illustrare come si determina la temperatura di equilibrio in un sistema le cui parti non
sono tutte alla stesa temperatura.
5. Saper analizzare il comportamento delle sostanze al variare della temperatura.
6. Saper applicare le leggi dei gas.
7. Saper determinare il lavoro, l’energia interna, il calore scambiati in una trasformazione
termodinamica (gas ideali).
8. Saper calcolare il rendimento di una macchina termica.
9. Saper applicare il primo principio della termodinamica alle trasformazioni dei gas ideali
Onde
10. Saper spiegare che cos’è un’equazione d’onda e quali sono le condizioni che portano un
sistema meccanico a generare onde elastiche.
Conoscere le principali caratteristiche di un’onda. Conoscere il principio di sovrapposizione
e come si applica.
11. Saper spiegare che cos’è un onda stazionaria e come si ottiene la sua equazione.
Acustica
12. Saper calcolare l'intensità di un’onda sonora. Saper applicare le leggi dell’effetto Doppler.
Ottica geometrica
13. Saper costruire graficamente le immagini prodotte da specchi e lenti sottili.
14. Saper applicare le equazioni degli specchi e delle lenti sottili (uno o due elementi ottici)
Per ognuno degli argomenti segnalati l’alunno dovrà essere in grado di svolgere semplici
problemi, nei quali viene richiesta l’applicazione delle leggi studiate. Possiamo ritenere,
indicativamente, che un problema sia semplice se si può risolversi con uno-tre passaggi logici
(deduzione, calcolo, applicazioni successive di formule).
I prerequisiti, in termini di conoscenze, necessari all’acquisizione delle competenze qui elencate
sono le stesse del “programma di idoneità”, riportato più sotto.
5
Elettrostatica
1. Saper calcolare il campo elettrico prodotto da una distribuzione discreta di cariche (utilizzo
del principio di sovrapposizione). Saper calcolare la forza che si esercita fra cariche
puntiformi
2. Saper calcolare la capacità di un condensatore a facce piane e parallele. Saper calcolare la
capacità di un sistema di condensatori in serie e in parallelo.
3. Conoscere e saper applicare il teorema di Gauss ai casi più semplici
Correnti elettriche
4. Conoscere la definizione di corrente elettrica.
5. Saper schematizzare un circuito elettrico. Saper calcolare la resistenza di una serie o di un
parallelo di resistori.
6. Saper applicare le leggi di Ohm e i principi di Kirchhoff a circuiti resistivi pilotati da
generatori in tensione continua.
7. Saper spiegare l’effetto Joule.
Elettromagnetismo
8. Determinare la forza di Lorentz agente su particelle immerse in un campo elettromagnetico.
9. Saper applicare la legge di Faraday-Lenz in casi semplici.
10. Saper applicare i principi di Kirchhoff a circuiti resisitivi costituiti da più maglie.
11. Saper ricavare le leggi di carica e scarica di un condensatore.
12. Saper ricavare la capacità di un condensatore piano.
13. Saper ricavare il coefficiente di autoinduzione di un solenoide cilindrico (ideale).
14. Saper applicare il teorema di Ampère per determinare il valore del campo B in situazioni
semplici (fili percorsi da corrente).
15. Saper spiegare come e perché va corretto il teorema di Ampère introducendo la corrente
di spostamento.
16. Saper analizzare un circuito LC ideale, operando un’analogia con il caso di un sistema
meccanico oscillante.
Per gli argomenti di fisica del ‘900 le conoscenze minime saranno fissate nelle programmazioni
individuali e dipenderanno dall’impostazioni didattica del corso e dalle condizioni iniziali della
classe.
Per quanto riguarda gli elementi elencati nello “standard di programma minimo”, a livello
indicativo si suggeriscono le seguenti conoscenze minime (scelta del docente, almeno due
argomenti).
Relatività ristretta
- Postulati della relatività ristretta.
- Trasformazioni di Lorentz.
Meccanica quantistica
- Effetto Doppler relativistico.
- Origine storica della teoria quantistica e suo sviluppo.
- Effetto fotoelettrico ed effetto Compton.
- Energia e quantità di moto di un fotone.
Criteri di promozione.
Aver raggiunto un livello di competenze sufficienti relativamente ai punti 1 ÷ 16 elencati sopra.
Per quanto riguarda il livello di difficoltà dei problemi, il livello di competenze minimo è quello
relativo agli esercizi che il libro di testo classifica con *.
4
Programma per l’idoneità
Fluidi
Proprietà generali dei fluidi.
Leggi che regolano l’equilibrio e il moto stazionario dei fluidi incomprimibili (regime laminare).
Termologia
Definizione di temperatura.
Scale termometriche.
Leggi della dilatazione termica.
Termodinamica
Caratterizzazione di uno stato termodinamico per mezzo di grandezze macroscopiche e
microscopiche.
Leggi di Gay-Lussac e legge generale dei gas.
Variabili di stato e funzioni di stato.
Calore. Calore specifico e capacità termica. Equilibrio termico e stati di equilibrio.
Cambiamenti di stato.
Meccanismi di propagazione del calore.
Primo e secondo principio della termodinamica (enunciato e caratterizzazione con esempi).
Definizione di macchina termica.
Rendimento di una macchina termica.
Onde
Grandezze caratteristiche di un’onda.
Onde stazionarie. Onde viaggianti.
Acustica
Come si generano i suoni; caratteristiche del suono.
Leggi dell’effetto Doppler.
Ottica geometrica
Leggi della riflessione e della rifrazione.
Programma per mobilità internazionale
La maggior parte degli argomenti di fisica del quarto anno non costituisce un prerequisito
irrinunciabile per affrontare il programma del quinto anno.
Per questo motivo il programma di fisica trattato nell’anno all’estero andrà integrato,
eventualmente, solo nell’ambito dei seguenti argomenti (non ci sarà ovviamente alcuna
integrazione qualora questi siano stati svolti):
Obiettivi formativi
ESSENZIALI
ovvero
- criteri promozione
- programma per idoneità
- programma per mobilità
internazionale
Principi della termodinamica (enunciato e caratterizzazione con esempi).
Grandezze caratteristiche di un’onda.
Onde stazionarie. Onde viaggianti.
Nell’ambito di questi argomenti le competenze sono quelle già indicate.
(distinte per anno di corso)
Criteri di promozione.
Aver raggiunto un livello di competenze sufficienti relativamente ai punti 1 ÷ 9 elencati sopra.
Per quanto riguarda il livello di difficoltà dei problemi, il livello di competenze minimo è quello
relativo agli esercizi che il libro di testo classifica con *.
5
Programma per l’idoneità
Elettrostatica
Cariche elettriche. Il concetto di carica puntiforme. Isolanti e conduttori.
Metodi per il trasferimento e l’induzione di cariche elettriche.
Distribuzione della carica elettrica sui corpi conduttori.
Conservazione della carica.
Legge di Coulomb.
Concetto di campo. Potenziale di un campo conservativo.
Campo elettrico e potenziale elettrostatico.
Sapere cos'è un condensatore e cosa rappresenta la sua capacità.
Correnti elettriche
Definizione di corrente elettrica.
Sapere che cos’è un circuito elettrico, che cosa è un generatore di tensione o di corrente.
Conoscere la legge di Ohm, i principi di Kirchhoff e l'effetto Joule.
Elettromagnetismo
Definizione di campo di induzione magnetica (B) e sue proprietà.
Forza di Lorentz. Descrizione del moto di una particella in un campo B uniforme (moti circolari,
elicoidali; caratteristiche del moto).
Leggi di: Ampère, interazione corrente-corrente, Biot-Savart.
Legge di Faraday e legge di Lenz (interpretazione dei fenomeni di induzione magnetica).
Induttanza. Solenoide. Coefficienti di mutua e auto-induzione.
Corrente di spostamento.
Equazioni di Maxwell in forma integrale: deduzione delle proprietà essenziali del campo;
descrizione del meccanismo di propagazione delle onde elettromagnetiche. Caratteristiche delle
onde elettromagnetiche: spettro, energia, quantità di moto, velocità di propagazione,
polarizzazione, interferenza.
Circuito RC (con generatore di tensione costante).
Circuiti in regime sinusoidale: RL, LC (in relazione al meccanismo di propagazione delle onde
elettromagnetiche).
Contributi della
disciplina
all’Educazione
stradale
Contributi della
disciplina
all’Educazione alla
Cittadinanza attiva e
alla Costituzione
4
5
Circuiti elettrici, sicurezza negli impianti elettrici in generale, correnti parassite.
4
Fonti di energia rinnovabili e risparmio energetico.
5
Fonti di energia rinnovabili e risparmio energetico.
Nel caso in cui si manifestino particolari predisposizioni per la fisica, gli insegnanti cureranno con
particolare attenzione l’insegnamento della disciplina e suggeriranno approfondimenti opportuni,
seguendo le inclinazioni dell’allievo e favorendo lo sviluppo di un percorso di indagine personale. Qui
di seguito sono elencati alcuni progetti extracurricolari (E ) o curricolari (C) a cui gli allievi potranno
riferirsi per approfondire il normale programma di fisica. Altre attività saranno eventualmente proposte
entro il mese di ottobre 2012 (approvazione del POF a.s. 2012-2013)
Olimpiadi della fisica (fasi di Istituto, regionali, nazionali, internazionali). (E)
Proposte per
Progetto “Problemi di fisica”, prof De Toffol (10 interventi, 15 ore circa). (E)
l’approfondimento e
Progetto “Masterclass di Fisica”. (E)
la valorizzazione
Progetto “Il cielo come laboratorio”, in collaborazione con il dipartimento di Astronomia
delle eccellenze
dell’università di Padova. (E)
4e5
Conferenze: “La conferma del Bosone di Higgs”, prof. Luciano Canton, INFN; “L’esperimento
ATLAS sui muoni”, prof. Alessandro Gaz, CERN. (E)
Ciclo di lezioni sul “Modello standard” e il bosone di Higgs, prof.ssa Maria Rigano (10 ore
circa). (E)
Visita ai laboratori nazionali di Legnaro (classi quinte). (C)
Visita ai laboratori ELETTRA di Triteste (classi quarte). (C)
Eventuali acquisti di beni di consumo o in conto capitale, riviste specializzate.
Il prof. Case richiede l’acquisto di 3 ÷ 4 tubi catodoci da laboratorio.
Per quanto riguarda il laboratorio di fisica gli insegnanti sollecitano il Dirigente affinché incarichi un tecnico competente il quale
provveda all’inventario e al collaudo delle attrezzature presenti. Si ricorda che diversi strumenti, in particolare quelli elettrici,
vanno periodicamente controllati, vagliando se soddisfano le norme di sicurezza previste. E’ necessario, inoltre, individuare le
attrezzature guaste o inutilizzabili e provvedere alla loro eventuale rimozione o riparazione.
Infine, si richiede che sia individuato un tecnico in grado di coadiuvare gli insegnanti nella preparazione delle varie attività
laboratoriali (predisposizione delle attrezzature, riordino del laboratorio).
Disciplina
FISICA - Indirizzo PNI
Anni di corso: 4° e 5°
Viene ripreso il programma di fisica del secondo anno. I temi e gli argomenti sono quelli in
parte già affrontati ma sono ora approfonditi con l’ausilio di una conoscenza più vasta della
matematica (logaritmi, esponenziali, geometria analitica, goniometria, trigonometria).
In termini di conoscenze essenziali si richiederà una maggior precisione nel linguaggio
espositivo.
I prerequisiti, in termini di conoscenze, necessari all’acquisizione delle competenze qui elencate
sono le stesse del “programma di idoneità”, riportato più sotto.
COMPETENZE
da raggiungere
(distinte per anno di corso)
4
Termologia
1. Saper utilizzare le leggi della dilatazione termica.
2. Saper applicare la legge di Fourier nel caso di flussi di calore attraverso lastre piane
omogenee.
Termodinamica
3. Saper illustrare come si determina la temperatura di equilibrio in un sistema le cui parti non
sono tutte alla stesa temperatura.
4. Saper analizzare il comportamento delle sostanze al variare della temperatura.
5. Saper applicare le leggi dei gas.
6. Saper determinare il lavoro, l’energia interna, il calore scambiati in una trasformazione
termodinamica (gas ideali).
7. Saper calcolare il rendimento di una macchina termica.
8. Saper applicare il primo principio della termodinamica alle trasformazioni dei gas ideali
Onde
9. Saper spiegare che cos’è un’equazione d’onda e quali sono le condizioni che portano un
sistema meccanico a generare onde elastiche.
Conoscere le principali caratteristiche di un’onda. Conoscere il principio di sovrapposizione e
come si applica.
10. Saper spiegare che cos’è un onda stazionaria e come si ottiene la sua equazione.
Acustica
11. Saper calcolare l'intensità di un’onda sonora. Saper applicare le leggi dell’effetto Doppler.
Ottica geometrica
12. Saper costruire graficamente le immagini prodotte da specchi e lenti sottili.
13. Saper applicare le equazioni degli specchi e delle lenti sottili (uno o due elementi ottici)
Elettrostatica
14. Saper calcolare il campo elettrico prodotto da una distribuzione discreta di cariche (utilizzo
del principio di sovrapposizione). Saper calcolare la forza che si esercita fra cariche
puntiformi
15. Saper calcolare la capacità di un condensatore a facce piane e parallele. Saper calcolare la
capacità di un sistema di condensatori in serie e in parallelo.
16. Conoscere e saper applicare il teorema di Gauss ai casi più semplici
Correnti elettriche
17. Conoscere la definizione di corrente elettrica.
18. Saper schematizzare un circuito elettrico. Saper calcolare la resistenza di una serie o di un
parallelo di resistori.
19. Saper applicare le leggi di Ohm e i principi di Kirchhoff a circuiti resistivi pilotati da
generatori in tensione continua.
20. Saper spiegare l’effetto Joule.
Oltre alle competenze stabilite al secondo anno, che si suppone siano in possesso di tutti gli
allievi, verrà ora richiesta una maggiore capacità di legare fra loro principi e leggi.
Per ognuno degli argomenti segnalati l’alunno dovrà essere in grado di svolgere semplici
problemi, nei quali viene richiesta l’applicazione delle leggi studiate. Possiamo ritenere,
indicativamente, che un problema sia semplice se si può risolversi con uno-tre passaggi logici
(deduzione, calcolo, applicazioni successive di formule).
I prerequisiti, in termini di conoscenze, necessari all’acquisizione delle competenze qui elencate
sono le stesse del “programma di idoneità”, riportato più sotto.
Elettromagnetismo
1. Determinare la forza di Lorentz agente su particelle immerse in un campo elettromagnetico.
2. Saper applicare la legge di Faraday-Lenz in casi semplici.
3. Saper applicare i principi di Kirchhoff a circuiti resisitivi costituiti da più maglie.
4. Saper ricavare le leggi di carica e scarica di un condensatore.
5. Saper ricavare la capacità di un condensatore piano.
6. Saper ricavare il coefficiente di autoinduzione di un solenoide cilindrico (ideale).
7. Saper applicare il teorema di Ampère per determinare il valore del campo B in situazioni
semplici (fili percorsi da corrente).
8. Saper spiegare come e perché va corretto il teorema di Ampère introducendo la corrente di
spostamento.
9. Saper analizzare un circuito LC ideale, operando un’analogia con il caso di un sistema
meccanico oscillante.
5
Per gli argomenti di fisica del ‘900 le conoscenze minime saranno fissate nelle programmazioni
individuali e dipenderanno dall’impostazioni didattica del corso e dalle condizioni iniziali della
classe.
Per quanto riguarda gli elementi elencati nello “standard di programma minimo”, a livello
indicativo si suggeriscono le seguenti conoscenze minime.
Relatività ristretta
- Postulati della relatività ristretta.
- Trasformazioni di Lorentz.
Meccanica quantistica
- Effetto Doppler relativistico.
- Origine storica della teoria quantistica e suo sviluppo.
- Effetto fotoelettrico ed effetto Compton.
- Energia e quantità di moto di un fotone.
Criteri di promozione.
Aver raggiunto un livello di competenze sufficienti relativamente ai punti 1 ÷ 19, esclusi i punti 2
e 11, elencati sopra. Per quanto riguarda il livello di difficoltà dei problemi, il livello di
competenze minimo è quello relativo agli esercizi che il libro di testo classifica con *.
Obiettivi formativi
ESSENZIALI
ovvero
- criteri promozione
- programma per idoneità
- programma per mobilità
internazionale
(distinte per anno di corso)
4
Programma per l’idoneità
Termologia
Definizione di temperatura.
Scale termometriche.
Leggi della dilatazione termica.
Termodinamica
Caratterizzazione di uno stato termodinamico per mezzo di grandezze macroscopiche e
microscopiche.
Leggi di Gay-Lussac e legge generale dei gas.
Variabili di stato e funzioni di stato.
Calore. Calore specifico e capacità termica. Equilibrio termico e stati di equilibrio.
Cambiamenti di stato.
Meccanismi di propagazione del calore.
Primo e secondo principio della termodinamica (enunciato e caratterizzazione con esempi).
Definizione di macchina termica.
Rendimento di una macchina termica.
Onde
Grandezze caratteristiche di un’onda.
Onde stazionarie. Onde viaggianti.
Acustica
Come si generano i suoni; caratteristiche del suono.
Leggi dell’effetto Doppler.
Ottica geometrica
Leggi della riflessione e della rifrazione.
Elettrostatica
Cariche elettriche. Il concetto di carica puntiforme. Isolanti e conduttori.
Metodi per il trasferimento e l’induzione di cariche elettriche.
Distribuzione della carica elettrica sui corpi conduttori.
Conservazione della carica.
Legge di Coulomb.
Concetto di campo. Potenziale di un campo conservativo.
Campo elettrico e potenziale elettrostatico.
Sapere cos'è un condensatore e cosa rappresenta la sua capacità.
Correnti elettriche
Definizione di corrente elettrica.
Sapere che cos’è un circuito elettrico, che cosa è un generatore di tensione o di corrente.
Conoscere la legge di Ohm, i principi di Kirchhoff e l'effetto Joule.
Programma per mobilità internazionale
La maggior parte degli argomenti di fisica del quarto anno non costituisce un prerequisito
irrinunciabile per affrontare il programma del quinto anno.
Per questo motivo il programma di fisica trattato nell’anno all’estero andrà integrato,
eventualmente, solo nell’ambito dei seguenti argomenti (non ci sarà ovviamente alcuna
integrazione qualora questi siano stati svolti):
Primo e secondo principio della termodinamica (enunciato e caratterizzazione con esempi).
Grandezze caratteristiche di un’onda.
Onde stazionarie. Onde viaggianti.
Elettrostatica
Cariche elettriche. Il concetto di carica puntiforme. Isolanti e conduttori.
Distribuzione della carica elettrica sui corpi conduttori.
Conservazione della carica.
Legge di Coulomb.
Concetto di campo. Potenziale di un campo conservativo.
Campo elettrico e potenziale elettrostatico.
Sapere cos'è un condensatore e cosa rappresenta la sua capacità.
Correnti elettriche
Definizione di corrente elettrica.
Sapere che cos’è un circuito elettrico, che cosa è un generatore di tensione o di corrente.
Conoscere la legge di Ohm e i principi di Kirchhoff.
Nell’ambito di questi argomenti le competenze sono quelle già indicate.
Criteri di promozione.
Aver raggiunto un livello di competenze sufficienti relativamente ai punti 1 ÷ 9 elencati sopra.
Per quanto riguarda il livello di difficoltà dei problemi, il livello di competenze minimo è quello
relativo agli esercizi che il libro di testo classifica con *.
Programma per l’idoneità
Elettromagnetismo
Definizione di campo di induzione magnetica (B) e sue proprietà.
Forza di Lorentz. Descrizione del moto di una particella in un campo B uniforme (moti circolari,
elicoidali; caratteristiche del moto).
Leggi di: Ampère, interazione corrente-corrente, Biot-Savart.
Legge di Faraday e legge di Lenz (interpretazione dei fenomeni di induzione magnetica).
Induttanza. Solenoide. Coefficienti di mutua e auto-induzione.
Corrente di spostamento.
Equazioni di Maxwell in forma integrale: deduzione delle proprietà essenziali del campo;
descrizione del meccanismo di propagazione delle onde elettromagnetiche. Caratteristiche delle
onde elettromagnetiche: spettro, energia, quantità di moto, velocità di propagazione,
polarizzazione, interferenza.
Circuito RC (con generatore di tensione costante).
Circuiti in regime sinusoidale: RL, LC (in relazione al meccanismo di propagazione delle onde
elettromagnetiche).
5
Contributi della
disciplina
all’Educazione
stradale
Contributi della
disciplina
all’Educazione alla
Cittadinanza attiva e
alla Costituzione
Proposte per
l’approfondimento e
la valorizzazione
delle eccellenze
4
5
Circuiti elettrici, sicurezza negli impianti elettrici in generale, correnti parassite.
4
Fonti di energia rinnovabili e risparmio energetico.
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Fonti di energia rinnovabili e risparmio energetico.
Ove si manifestino particolari predisposizioni per la fisica, gli insegnanti cureranno con particolare
attenzione l’insegnamento della disciplina e suggeriranno approfondimenti opportuni, seguendo le
inclinazioni dell’allievo e favorendo lo sviluppo di un percorso di indagine personale. Qui di seguito
vengono elencati alcuni progetti extracurricolari (E )o curricolari (C) a cui gli allievi potranno riferirsi
per approfondire il normale programma di fisica. Altre attività saranno eventualmente proposte entro il
mese di ottobre 2012 (approvazione del POF a.s. 2012-2013)
Olimpiadi della fisica (fasi di Istituto, regionali, nazionali, internazionali). (E)
Progetto “Problemi di fisica”, prof De Toffol (10 interventi, 15 ore circa). (E)
Progetto “Masterclass di Fisica”. (E)
Progetto “Il cielo come laboratorio”, in collaborazione con il dipartimento di Astronomia
dell’università di Padova. (E)
4e5
Conferenze: “La conferma del Bosone di Higgs”, prof. Luciano Canton, INFN; “L’esperimento
ATLAS sui muoni”, prof. Alessandro Gaz, CERN. (E)
Ciclo di lezioni sul “Modello standard” e il bosone di Higgs, prof.ssa Maria Rigano (10 ore
circa). (E)
Visita ai laboratori nazionali di Legnaro (classi quinte). (C)
Visita ai laboratori ELETTRA di Triteste (classi quarte). (C)
Eventuali acquisti di beni di consumo o in conto capitale, riviste specializzate −
Strumenti di misurazione (griglia/e prove scritto-grafiche)
Si rimanda alle programmazioni didattiche individuali
Belluno, 7 settembre 2012
Docenti
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