ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE “P.ALDI”- GROSSETO
SEZIONE LICEO SCIENTIFICO
PROGRAMMAZIONE CLASSE QUARTA
ANNO SCOLASTICO 2013/2014
MATERIA: FISICA
Testo: FISICA!Le regole del gioco Vol. 2
Autori :Antonio Caforio – Aldo Ferilli
Edizione: Le Monnier Scuola
Obiettivi generali:
-
Sviluppo e potenziamento dell’efficacia del metodo di lavoro e di studio
Rispetto delle regole per produrre costruttivi atteggiamenti nel gruppo classe
Sviluppo delle capacità di uso corretto del linguaggio in situazioni formali ed informali
Sviluppo della capacità di ascoltare gli altri
Promuovere le capacità logiche, di analisi, di sintesi, di valutazione e di trasposizione
Rispetto verso gli impegni presi.
Obiettivi didattici:
- Acquisizione di un corpo organico di concetti e metodi per un'adeguata interpretazione della natura
- Consapevolezza dell'importanza che le discipline scientifiche rivestono nella civiltà moderna e dello stretto legame tra la
fisica ed i fenomeni della vita quotidiana.
- Comprensione dei procedimenti caratteristici dell'indagine scientifica
- Capacità di utilizzare modelli, distinguendoli dalla realtà e conoscendone i limiti.
- Saper analizzare un fenomeno fisico riuscendo ad individuare gli elementi significativi, le relazioni e i dati superflui, anche
con l’ausilio di strumenti informatici
- Raccogliere, ordinare e rappresentare i dati ricavati, valutando gli errori e le approssimazioni.
- Capacità di risolvere problemi.
- Acquisizione di un linguaggio fisico corretto e sintetico
- Utilizzo della matematica nel passaggio dal metodo induttivo al metodo deduttivo
Obiettivi specifici di apprendimento:
Gli studenti, a conclusione del percorso di studio, oltre a raggiungere i risultati di apprendimento comuni, dovranno:
- aver acquisito una formazione culturale equilibrata nei due versanti linguistico-storico-filosofico e scientifico; comprendere
i nodi fondamentali dello sviluppo del pensiero, anche in dimensione storica, e i nessi tra i metodi di conoscenza propri
della matematica e delle scienze sperimentali e quelli propri dell’indagine di tipo umanistico;
- saper cogliere i rapporti tra il pensiero scientifico e la riflessione filosofica;
- comprendere le strutture portanti dei procedimenti argomentativi e dimostrativi della matematica, anche attraverso la
padronanza del linguaggio logico-formale; usarle in particolare nell’individuare e risolvere problemi di varia natura;
- saper utilizzare strumenti di calcolo e di rappresentazione per la modellizzazione e la risoluzione di problemi;
- aver raggiunto una conoscenza sicura dei contenuti fondamentali delle scienze fisiche e naturali (chimica, biologia, scienze
della terra, astronomia) e, anche attraverso l’uso sistematico del laboratorio, una padronanza dei linguaggi specifici e dei
metodi di indagine propri delle scienze sperimentali;
- essere consapevoli delle ragioni che hanno prodotto lo sviluppo scientifico e tecnologico nel tempo, in relazione ai bisogni
e alle domande di conoscenza dei diversi contesti, con attenzione critica alle dimensioni tecnico-applicative ed etiche delle
conquiste scientifiche, in particolare quelle più recenti;
- saper cogliere la potenzialità delle applicazioni dei risultati scientifici nella vita quotidiana.
Metodi e strumenti
Saranno utilizzate le lezioni frontali per la sistematizzazione, lezioni interattive svolte alla scoperta dei nessi, relazioni e leggi,
lavori di produzione in piccoli gruppi, esercitazioni nei laboratori di informatica e di fisica, svolgimento di esercizi-guida in
classe.
Saranno utilizzati i libri di testo di matematica, di fisica, appunti dell’insegnante e il software didattico dei laboratori di
informatica e fisica.
Verifiche e valutazione.
Nei tempi preventivati per ogni modulo sono comprese:
- verifiche sommative (anche su più moduli contemporaneamente) nelle quali per ogni descrittore vengono proposti uno o
più esercizi. Ciascun esercizio ha un peso espresso da un punteggio; la somma di tutti i punteggi, in base ad una griglia di
valutazione, determina la valutazione in decimi.
- prove semistrutturate per verificare le competenze acquisite nel singolo modulo
- colloqui orali per verificare l’acquisizione dei contenuti e l’uso del linguaggio specifico.
- test on line
- analisi dei lavori di gruppo
1
Progetti ed attività : Olimpiadi della Fisica
Modalità e tempi :
Le competenze e i contenuti del programma della classe prima sono stati concordati nelle riunioni per Materia.
La progettazione modulare proposta fa riferimento al testo in adozione e si basa su un monte ore pari a 99. Caratteristica
importante della didattica modulare è, oltre la certificazione delle abilità e competenze raggiunte, l’individuazione delle carenze e
la possibilità di intervenire tempestivamente con strumenti di recupero adeguati.
Modulo
tempi
1 classe III
Meccanica e principi di conservazione
2 classe III
Termodinamica
3 classe IV
Oscillazioni e Onde
4 classe IV
Fenomeni elettrici e magnetici
5 classe V
L’Elettromagnetismo
6 classe V
La Relatività
7 classe V
Fisica Quantistica
gennaio-aprile
8 classe V
Dalle particelle subatomiche alla fisica dell’Universo
aprile-giugno
Totale 3x33 = 99 ore per A.S.
2
Titolo
settembre-febbraio
marzo-giugno
settembre-dicembre
gennaio-giugno
settembre-novembre
novembre-gennaio
CONTENUTI DISCIPLINARI ED ESITI FORMATIVI
MODULO
Unità
Contenuti
Obiettivi
3.Oscillazioni e Onde
3.1 Le proprietà dei
ondulatori
Oscillazioni armoniche, smorzate e forzate
Conoscenze
moti Proprietà generali delle onde e tipi di onde
Distinguere tra onde impulsive e periodiche,
Principio di sovrapposizione, interferenza e caratterizzare le onde armoniche
battimenti
Distinguere tra onde
trasversali
e
Prerequisiti
Introduzione ai concetti di diffrazione, riflessione longitudinali
Concetti di moto periodico, e interferenza
Principio di sovrapposizione e sue
periodo e frequenza
conseguenze
Proprietà delle forze elastiche
Caratteristiche
fenomenologiche
della
Significato di un diagramma
diffrazione, della riflessione e della
orario
rifrazione delle onde meccaniche
Caratteristiche
del
moto
Principio di Huygens
armonico
Funzioni goniometriche
Competenze
Applicare la relazione tra lunghezza d’onda,
frequenza e velocità di propagazione, e
utilizzare la funzione d’onda per risolvere
problemi sulle onde meccaniche
Applicare le condizioni di interferenza
costruttiva e distruttiva
Spiegare con il principio di Huygens la
diffrazione, la riflessione e l’interferenza
3.Oscillazioni e Onde
Produzione e ricezione delle onde sonore e Conoscenze
3.2 Il suono
proprietà del suono
Distinguere fra proprietà di suoni, infrasuoni
Infrasuoni e ultrasuoni
e ultrasuoni
Prerequisiti
Limiti di udibilità e livello sonoro
Concetti di altezza, intensità e timbro di un
Proprietà generali delle onde
Effetto Doppler
suono
Principio di sovrapposizione
Onde stazionarie e risonanza
Definizione di onda stazionaria e concetto di
Proprietà dei logaritmi
risonanza
Competenze
Utilizzare la scala dei decibel
Applicare le leggi dell’effetto Doppler
Determinare lunghezze d’onda e frequenze
di onde stazionarie
3.Oscillazioni e Onde
Spettro della luce visibile
Conoscenze
3.3 Le proprietà ondulatorie Angolo solido e grandezze che misurano l’energia Condizioni per osservare interferenza e
della luce
della luce
diffrazione della luce, caratteristiche delle
Fase di un’oda elettromagnetica e cammino ottico figure di interferenza e di diffrazione
Interferenza della luce: riflessione su pellicola Concetto di polarizzazione di un’onda
Prerequisiti
trasparente ed esperimento di Young
elettromagnetica
Grandezze caratteristiche di Diffrazione della luce
Proprietà e modalità d’uso dei filtri
un’onda armonica e relazioni tra Polarizzazione della luce
polarizzatori
queste
Funzione d’onda
Competenze
Geometria dei triangoli e
Risolvere problemi sull’interferenza della
funzioni goniometriche
luce riflessa su una pellicola sottile
Caratteristiche fenomenologiche
Analizzare figure di interferenza prodotte da
dell’interferenza
e
della
interferometri e figure di diffrazione prodotte
diffrazione
da fenditure e reticoli
Utilizzare le proprietà dei filtri polarizzatori
per risolvere semplici problemi
3
4.Fenomeni elettrici e magnetici Carica elettrica e sua conservazione
Conoscenze
4.1 La carica e il campo elettrico Interazione tra cariche elettriche e fra corpi Interazione tra i due tipi di cariche
elettrizzati
Principio di conservazione della carica
Prerequisiti
Conduttori e induzione elettrostatica
elettrica
Struttura atomica della materia Dielettrici e polarizzazione
Proprietà di conduttori e isolanti
Principi della dinamica
Legge di Coulomb
Proprietà della forza elettrica e confronto tra
Legge di gravitazione universale Definizione di campo elettrico e sua questa e forza di gravità
e campo gravitazionale
rappresentazione mediante linee di campo
Concetto di campo elettrico
Proprietà dei moti di caduta e Campo elettrico di una carica puntiforme e Caratteristiche del campo elettrico di una
campo gravitazionale
sovrapposizione dei campi di più cariche
carica puntiforme e dei campi generati da
Proprietà dei moti di caduta in Campi elettrici di conduttori carichi all’equilibrio conduttori carichi all’equilibrio
prossimità
della
superficie Teorema di Gauss
terrestre
Competenze
Eseguire operazioni su vettori
Applicare la legge di Coulomb
Determinare il campo elettrico in un punto in
presenza di più cariche sorgenti
Determinare le variabili cinematiche del
moto di una carica in un campo elettrico
uniforme
Sfruttare il teorema di Gauss per determinare
i campi elettrici generati da particolari
distribuzioni di cariche
4.Fenomeni elettrici e magnetici Energia potenziale elettrica, potenziale elettrico e Conoscenze
4.2 Il Potenziale e la capacità
differenza di potenziale
Concetto di potenziale elettrico
Circuitazione del campo elettrico
Relazione tra lavoro della forza elettrica e
Prerequisiti
Superfici equipotenziali e potenziale elettrico dei differenza di potenziale
Concetti di carica, campo conduttori
Significato della circuitazione del campo
elettrico, lavoro ed energia
Condensatori
elettrico
Legge di Coulomb
Proprietà dei condensatori
Forze conservative e principio di
conservazione
dell’energia
Competenze
meccanica
Applicare il principio di conservazione
Proprietà di conduttori carichi
dell’energia elettrica a problemi riguardanti
all’equilibrio
l’interazione elettrica
Proprietà dei dielettrici
Determinare il campo elettrico di un
Teorema di Gauss
condensatore piano, note la differenza di
potenziale fra le armature o la quantità di
carica immagazzinata
Calcolare la capacità equivalente di più
condensatori
Determinare l’energia immagazzinata in un
condensatore
4
4.Fenomeni elettrici e magnetici Definizione di corrente elettrica e di forza Conoscenze
4.3 La corrente elettrica nei elettromotrice
Concetto di corrente elettrica
metalli
Resistenza elettrica e legge di Ohm
Definizione e proprietà della resistenza
Dipendenza della resistività del materiale dalla elettrica di un conduttore
Prerequisiti
temperatura
Funzioni di un generatore elettrico
Struttura atomica della materia Proprietà dei generatori elettrici
Teoremi di Kirchhoff per l’analisi dei circuiti
Proprietà dei conduttori
Circuiti elettrici a corrente continua
elettrici
Concetti di carica elettrica, Strumenti di misura elettrici
Proprietà dei circuiti RC
campo elettrico e potenziale Analisi dei circuiti RC
Descrizione
macroscopica
e
cause
elettrico
Potenza elettrica di un generatore
microscopiche dell’effetto Joule
Relazione tra lavoro della forza Effetto Joule
Definizione di potenziale di estrazione e
elettrica
e
differenza
di Estrazione di elettroni da un metallo: effetto descrizione dei fenomeni legati all’estrazione
potenziale
termoionico e fenomeni connessi
di elettroni da un metallo
Nozioni di capacità di un
condensatore
Competenze
Distinguere tra energia interna,
Schematizzare un circuito elettrico
calore e temperatura
Applicare le leggi di Ohm e la relazione tra
la resistività di un materiale e la temperatura
Determinare la resistenza equivalente di un
circuito
Calcolare l’intensità di corrente in un
circuito e nei suoi rami
Calcolare la potenza erogata da un
generatore e quella assorbita dai diversi
elementi ohmici di un circuito
Eseguire misure di differenza di potenziale e
di intensità di corrente
4.Fenomeni elettrici e magnetici Pile e accumulatori
Conoscenze
4.4 La conduzione elettrica nei Conduzione elettrica attraverso le soluzioni Principio di funzionamento di pile e
fluidi e attraverso il vuoto
elettrolitiche e leggi di Faraday dell’elettrolisi
accumulatori
Correnti elettriche nei gas
Descrizione del processo di elettrolisi
Prerequisiti
Modalità di funzionamento delle valvole Modalità di conduzione elettrica nei gas
Struttura atomica della materia termoioniche e del tubo catodico
attraverso i tubi a vuoto
Nozione di mole e di unità di
massa atomica
Competenze
Concetti di carica, corrente,
Risolvere problemi di elettrolisi applicando
potenziale elettrico e forza
le leggi di FFaraday
elettromotrice
5
4.Fenomeni elettrici e magnetici Proprietà dei poli magnetici
Conoscenze
4.5 Il magnetismo
Rappresentazione dei campi magnetici mediante Sorgenti di campo magnetico
linee di campo
Confronto tra poli magnetici e cariche
Prerequisiti
Campo magnetico terrestre
elettriche
Concetti di carica elettrica, Campi magnetici generati da correnti
Proprietà del campo magnetico terrestre
campo elettrico, corrente
Forza magnetica tra fili rettilinei e paralleli Interazione magnetica tra correnti elettriche
Grandezze fondamentali del SI e percorsi da corrente
Proprietà dei campi magnetici generati da fili
grandezze derivate
Unità di corrente come unità di misura rettilinei, spire e solenoidi percorsi da
Significato delle linee di campo fondamentale del SI
corrente
Proppretà del moto circolare Definizione operativa dell’intensità del campo Principio di funzionamento di un motore
uniforme
magnetico
elettrico
Elementi di dinamica rotazionale Campi magnetici di alcune distribuzioni di Caratteristiche dei materiali diamagnetici,
del corpo rigido
corrente
paramagnetici e ferromagnetici
Eseguire operazioni su vettori
Teorema di Gauss per il magnetismo e teorema di
Teorema di Gauss relativo al Ampere
Competenze
campo elettrico
Forze magnetiche su fili percorsi da corrente e Applicare la legge che descrive l’interazione
Calcolo della circuitazione di un sulle cariche elettriche in movimento
tra fili rettilinei percorsi da corrente
campo vettoriale
Moto di una carica elettrica in un campo Determinare il campo magnetico prodotto in
magnetico
un punto dalla corrente che scorre in un filo
Azione meccanica di un campo magnetico su di rettilineo o in un solenoide
una spira percorsa da corrente e motore elettrico Sfruttare il teorema di ampere per
Definizione di momento magnetico
determinare i campi magnetici generati da
Proprietà magnetiche della materia
particolari distribuzioni di corrente
Determinare la forza su un filo percorso da
corrente o su una carica elettrica in moto in
un campo magnetico uniforme
Determinare le variabili del moto circolare
uniforme di una carica elettrica in un campo
magnetico
Grosseto 17/09/2013
I DOCENTI
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