5E - Bosco Fisica

Docente
Materia
Classe
DANIELA BOSCO
FISICA
5E
Programmazione
Anno Scolastico
Data
Consuntiva
2012-2013
19/4/2013
Obiettivi Formativi
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Raggiungere un buon livello nella comunicazione anche tramite l’uso di un corretto linguaggio
disciplinare.
Promuovere l’acquisizione di un metodo di lavoro autonomo utilizzando vari tipi di supporto.
Educare ai processi di astrazione e di formazione dei concetti.
Sviluppare le facoltà intuitive e quelle logiche mediante il ragionamento induttivo e deduttivo.
Migliorare le capacità di analisi e di sintesi nell’affrontare argomenti via via sempre più complessi.
Comprendere la dimensione storica della disciplina.
Promuovere un atteggiamento scientifico nell’analisi della realtà.
Obiettivi Cognitivi
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Conoscere i termini, i concetti, i principi, le leggi, gli esperimenti fondamentali, le unità di misura.
Conoscere i processi di formulazione delle leggi.
Conoscere le dimostrazioni di alcune semplici leggi fisiche.
Conoscere l'evoluzione delle idee della fisica (in relazione agli argomenti studiati).
Conoscere alcune delle premesse tecnologiche necessarie alla comunicazione nel mondo attuale.
Obiettivi Operativi
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Saper usare in modo adeguato il linguaggio della fisica.
Saper descrivere alcuni fenomeni naturali tramite i modelli atti a rappresentarli.
Saper distinguere il fenomeno dal modello che lo rappresenta.
Saper usare semplici modelli matematici per correlare le misure delle grandezze fisiche che
interessano un certo fenomeno.
Saper rappresentare le grandezze fisiche e loro relazioni tramite grafici.
Saper risolvere semplici problemi.
Contenuti e Tempi
LA TERMODINAMICA
Le macchine a vapore: la macchina di Savery e il ruolo della pressione atmosferica (anche esp di
Torricelli), la macchina di Newcomen, l’opera di Watt: l’esperimento per determinare il volume
specifico del vapore, la sua prima macchina a vapore, la macchina a doppio effetto.
Le trasformazioni di energia meccanica in calore e viceversa, l’esperimento di Joule, il primo principio
della termodinamica.
La potenza di una macchina, schema generale delle macchine termiche, il rendimento delle macchine
termiche, il rendimento di una macchina ideale, il secondo principio della termodinamica secondo Kelvin
e Clausius, il concetto di entropia: lettura a carattere divulgativo.
LA LUCE
Introduzione a carattere divulgativo alle onde meccaniche: onde trasversali e longitudinali; caratteristiche
generali delle onde periodiche: frequenza, periodo, ampiezza, lunghezza d'onda, velocità di trasmissione;
sovrapposizione delle onde e interferenza: interferenza costruttiva e distruttiva.
L’approssimazione dell’ottica geometrica: la propagazione rettilinea della luce, le leggi della riflessione
e della rifrazione: l’indice di rifrazione assoluto e relativo della luce, angolo limite e riflessione totale;; il
principio di Huygens: riflessione, rifrazione, diffrazione e interferenza; il modello corpuscolare ed
ondulatorio spiegano la riflessione e la rifrazione della luce; il trionfo della teoria ondulatoria:
l'esperimento di Young e l'interferenza della luce, l'esperimento di Fresnel e la diffrazione; la dispersione
della luce: gli esperimenti di Newton e la teoria del colore, frequenza della luce e colore.
LA CARICA ELETTRICA
Descrizione di alcuni semplici fenomeni elettrici; il modello della carica elettrica; diversi modi per
elettrizzare i corpi; la conservazione della carica elettrica; Priestley, Franklin e il problema della sfera
conduttrice cava: la forza elettrica è inversamente proporzionale al quadrato della distanza; gli
esperimenti di Coulomb con la bilancia di torsione; la legge di Coulomb.
IL CAMPO ELETTRICO
Campi scalari e campi vettoriali; dal campo gravitazionale a quello elettrico, definizione di campo
elettrico; rappresentazione grafica del campo elettrico: le linee di campo, semplici esempi di
rappresentazione grafica (campo generato da una carica, da due cariche, uniforme).
IL POTENZIALE ELETTRICO
Ripasso sulle forze conservative, lavoro ed energia potenziale elettrica; differenza di potenziale; campo
elettrico e differenza di potenziale: esempio riferito a un campo uniforme; la carica è quantizzata:
l’esperimento di Millikan (versione semplificata); i conduttori in equilibrio elettrostatico: campo elettrico
e potenziale in un conduttore, distribuzione della carica in un conduttore carico.
LA CONDUZIONE ELETTRICA
La corrente elettrica: generalità; la corrente nei metalli: gli elettroni di conduzione, velocità di deriva; le
leggi di Ohm: resistenza e resistività, interpretazione col modello classico; energia e corrente: l'effetto
Joule; generatori di corrente; principi di conservazione dell’energia e della carica elettrica: cenni alle
resistenze in serie e in parallelo.
LE ONDE ELETTROMAGNETICHE
Lezioni a carattere divulgativo sui fenomeni magnetici e sull’interazione tra correnti e magneti al fine di
comprendere il concetto di campo elettromagnetico.
Storia del concetto di campo dal 1700 al 1800.
Generalità sulle onde elettromagnetiche: produzione delle onde elettromagnetiche, trasversalità,
polarizzazione, interferenza; lo spettro delle onde elettromagnetiche: descrizione in base alla lunghezza
d’onda e alle proprietà che ne caratterizzano ciascun tipo; analisi di esperimenti per dimostrare che le
onde elettromagnetiche sono prodotte da cariche accelerate, sono trasversali e interferiscono: la luce di
sincrotrone, interferenza e polarizzazione di onde radio, microonde, luce e raggi X.
Modello classico e quantistico della radiazione elettromagnetica, l’effetto fotoelettrico: evidenze
sperimentali, l’ipotesi di Einstein.
ENERGIA NUCLEARE
La scoperta della radioattività;; le radiazioni α, β, γ, le trasformazioni radioattive: legge del decadimento
radioattivo, tempo di dimezzamento di un radionuclide; il modello nucleare dell’atomo: l’esperimento di
Rutherford; cenni alla struttura nucleare; forza nucleare, energia di legame e difetto di massa,
correlazione tra energia di legame per nucleone e numero di massa, il bilancio massa-energia nelle
reazioni nucleari di fissione o fusione, la scoperta della fissione nucleare, la reazione a catena nei reattori
nucleari, la bomba nucleare; gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti: contaminazione esterna e
interna, fattori che determinano la gravità dei danni: dose assorbita, natura della radiazione (LET) e dei
tessuti irraggiati, dose biologica assorbita, condizioni di irraggiamento e di post irraggiamento, ciclo
biologico del calcio e dello stronzio, contaminazione da Sr90 dopo gli esperimenti nucleari del periodo
della guerra fredda, sindrome da radiazione.
Metodi e Strumenti
Le lezioni di fisica (2 moduli settimanali) sono state svolte in classe in modo frontale, talvolta con l’uso
di opportuni supporti: lavagna luminosa, film a carattere didattico per supplire alla mancanza del
laboratorio di fisica. La maggior parte degli argomenti sono stati proposti in questo modo: dopo l'iniziale
descrizione di alcune osservazioni inerenti un certo fenomeno, sono stati illustrati uno o più modelli
interpretativi ormai superati; in seguito si è fornito il modello attuale. Si è cercato di condurre gli allievi a
capire come, a volte, si è costretti a rinunciare a spiegazioni consolidate, magari più intuitive, se si
vogliono avere modelli che descrivono in modo più adeguato la realtà.
Contemporaneamente, laddove lo ha consentito la preparazione degli allievi, si è cercato di dare un certo
peso agli aspetti applicativi delle teorie studiate, risolvendo semplici problemi e mettendo in relazione gli
aspetti teorici con scelte tecnologicamente importanti.
Per approfondire gli argomenti trattati, sono state utilizzate dispense tratte da testi divulgativi della
disciplina e articoli di giornali e riviste scientifiche.
LIBRO DI TESTO: LA CONOSCENZA DEL MONDO FISICO Vol. 1 e 2 Marazzini, Mazzoni - Editore Signorelli
Bergamaschini,
1° capitolo de “La povertà del potere” di B. Commoner
Brano tratto da: “Storia del concetto di campo” dall’Enciclopedia Einaudi
Presentazione a cura dell’insegnante: “A short story of light and colours”
Dispense a cura dell’insegnante
Film PSSC: “Le onde periodiche”; “La legge di Coulomb”; “Le onde elettromagnetiche”.
Film “Atomic café” : dal Trinity Test alla Guerra Fredda.
Verifiche
tipologia
Scritte Esercizi-teoria
Orali
Interrogazioni
n° prove 1° quadrimestre
n° prove 2° quadrimestre
1
Nelle verifiche scritte si è controllato la capacità di svolgere esercizi di applicazione, di risolvere
problemi, di dimostrare certe affermazioni, di rispondere a domande; in quelle orali si è controllata la
correttezza e precisione del linguaggio espositivo, delle dimostrazioni già svolte in classe e la capacità di
svolgere relazioni su argomenti assegnati.
La valutazione delle prove scritte e orali è stata fatta tenendo presente la tabella elaborata dal gruppo
degli insegnanti dell’area scientifica. Si è attribuito un peso diverso al raggiungimento dei singoli
obiettivi, in relazione alla loro tipologia.
LE ALLIEVE
L’INSEGNANTE