fisica - programmazione 4° anno scienze umane

FISICA - PROGRAMMAZIONE 4° ANNO SCIENZE UMANE
UNITA’ DIDATTICHE
PERIODO
ORE DI LEZIONE
MODULO 1 Descrivere e interpretare la luce e la sua fenomenologia
Fenomenologia della luce e modello
geometrico
(raggi di luce e ottica geometrica)
1° trimestre
14
Descrizione matematica di alcuni
fenomeni ondulatori
(onde in una corda, onde d’acqua,
fenomenologia del suono)
1° trimestre/
2° pentamestre
14
Modelli fisici della luce
2° pentamestre
5
MODULO 2 Descrivere e interpretare la materia e la sua fenomenologia
Temperatura e leggi empiriche dei gas 2° pentamestre
(fenomeni termici nei solidi, nei liquidi
e nei gas interpretati dalla teoria
microscopica cinetica)
14
MODULO 3 Risorse energetiche
Primo principio della termodinamica
2° pentamestre
7
Secondo principio della
termodinamica
2° pentamestre
7
TOT. 61 h
MODULO 1
Descrivere e interpretare la luce e la sua fenomenologia
U.D.1 Fenomenologia della luce e modello geometrico (14 h)
(in collegamento con MATEMATICA)
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CONTENUTI
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•
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•
METODI
E
STRUMENTI
DIDATTICI
VALUTAZIONE
(PER COMPETENZE)
propagazione rettilinea della luce: il “raggio luminoso” come
modello geometrico
la visione prospettica (cenni)
diffusione e riflessione dei raggi luminosi, un modello
geometrico per la riflessione degli specchi piani
rifrazione, un modello geometrico per la rifrazione,
reversibilità del cammino ottico, angolo limite, riflessione
totale
dispersione e colori
un modello geometrico per le lenti “sottli”
cenni a comuni sistemi ottici: obiettivi fotografici, cristallino,
occhiali, ecc...
• lezione multimediale
• discussione/spiegazione
eventualmente:
• osservazioni e misure in laboratorio: studio dell'immagine
virtuale prodotta da uno specchio piano, da lenti con il banco
ottico
• visione e discussione di filmati didattici
• lettura e discussione di testi originali
verifica scritta e/o orale con:
• descrizione e interpretazione di comuni fenomeni ottici e del
funzionamento di comuni sistemi ottici
• risoluzione di problemi con costruzioni geometriche e numerici
(anche utilizzando la trigonometria)
eventualmente:
• relazione e discussione di quanto osservato in laboratorio
• discussione e interpretazione delle letture e dei filmati proposti
a lezione
U.D.2 Descrizione matematica di alcuni fenomeni ondulatori
(onde in una corda, onde d’acqua, fenomenologia del suono) (14 h)
(in collegamento con MATEMATICA)
•
CONTENUTI
METODI
E
STRUMENTI
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•
descrizione di un moto ondulatorio e concetto di propagazione
di un onda, velocità, periodo, frequenza, lunghezza d’onda,
lettura di un grafico sinusoidale relativo alle equazioni
dell’onda
onde trasversali e longitudinali
fenomenologia delle onde d’acqua
il suono e la pressione dell’aria, fenomenologia delle onde
sonore
lezione multimediale
discussione/spiegazione
DIDATTICI
VALUTAZIONE
(PER COMPETENZE)
eventualmente:
• osservazioni e misure in laboratorio: fenomeni ondulatori
(molle, suoni, ecc..)
• visione e discussione di filmati didattici
verifica scritta e/o orale con:
• descrizione e interpretazione di comuni fenomeni ondulatori
• discussione, interpretazione e risoluzione di problemi numerici
e con lettura e interpretazione di grafici sinusoidali
eventualmente:
• relazione e discussione di quanto osservato in laboratorio
• discussione e interpretazione dei filmati proposti a lezione
U.D.3 Modelli fisici della luce (5 h)
•
CONTENUTI
•
•
METODI
E STRUMENTI
DIDATTICI
VALUTAZIONE
(PER COMPETENZE)
modello corpuscolare (di Newton) e modello ondulatorio (di
Huygens)
cenni al modello ondulatorio della luce e relativa
fenomenologia (interferenza e diffrazione)
lo spettro delle frequenze delle onde em, il problema della
propagazione della luce nel vuoto (cenni)
• discussione/spiegazione
eventualmente:
• osservazioni e misure in laboratorio: il banco ottico
• visione e discussione di filmati didattici
verifica scritta e/o orale con:
• descrizione e interpretazione di semplici fenomeni dell'ottica
fisica
eventualmente:
• relazione e discussione di quanto osservato in laboratorio
• relazione e discussione dei modelli analizzati e studiati, del
loro valore predittivo in relazione alla fenomenologia raccolta
in questo e nei precedenti moduli
MODULO 2
Descrivere e interpretare la materia e la sua fenomenologia
U.D.4 Temperatura e leggi empiriche dei gas (14 h)
(in collegamento con SCIENZE e con MATEMATICA)
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•
•
CONTENUTI
•
•
METODI
E
STRUMENTI
DIDATTICI
VALUTAZIONE
(PER COMPETENZE)
misure quantitative di temperatura (termometri, scala Celsius
centigrada), equilibrio termico
dilatazione termica nei solidi e nei liquidi
leggi empiriche dei gas, scala assoluta di temperatura (Kelvin
centigrada), confronto delle dilatazioni termiche nei solidi, nei
liquidi, nei gas
cenni al modello microscopico cinetico della materia: energia
interna e temperatura, equilibrio termico e passaggi di stato
calore e lavoro come scambi di energia di un sistema :
temperatura di equilibrio, capacità termica, passaggi di stato
• lezione multimediale
• discussione/spiegazione
eventualmente:
• osservazioni e misure in laboratorio: calorimetro delle
mescolanze
• visione e discussione di filmati didattici
• lettura e discussione di testi originali
verifica scritta e/o orale con:
• descrizione e interpretazione di comuni fenomeni termici
• descrizione e interpretazione di comuni fenomeni che
coinvolgono scambi di energia come calore/lavoro
• discussione, interpretazione e risoluzione e di problemi
numerici (in particolare con applicazione delle leggi di diretta
ed inversa proporzionalità)
eventualmente:
• relazione e discussione di quanto osservato in laboratorio
• discussione e interpretazione delle letture e dei filmati proposti
a lezione
MODULO 3
Risorse energetiche
U.D.5 Primo principio della termodinamica (7 h)
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CONTENUTI
•
•
METODI
E
STRUMENTI
DIDATTICI
VALUTAZIONE
(PER COMPETENZE)
principio di conservazione dell'energia
1° principio della termodinamica applicato alle macchine
meccaniche (ruote idrauliche)
come ottenere lavoro da un serbatoio di calore: macchina
termica
cicli di un gas perfetto e loro rappresentazione grafica nel piano
p-V, bilanci energetici
• lezione multimediale
• discussione/spiegazione
eventualmente:
• visione e discussione di filmati didattici
• lettura e discussione di testi originali
verifica scritta e/o orale con:
• descrizione degli scambi energetici in comuni macchine
meccaniche e termiche
• discussione, interpretazione e risoluzione di semplici problemi
numerici relativi alle principali trasformazioni termodinamiche
dei gas, anche utilizzando rappresentazioni grafiche nel piano
p-V
eventualmente:
• discussione e interpretazione delle letture e dei filmati proposti
a lezione
U.D.6 Secondo principio della termodinamica (7 h)
•
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CONTENUTI
•
METODI
E
STRUMENTI
DIDATTICI
trasformazioni reversibili e irreversibili
rendimento di una macchina termica ideale e 2° principio della
termodinamica
descrizione degli scambi energetici di semplici macchine
termiche (pompe di calore, frigorifero, turbine, ecc...) alla luce
dei due prinicipi della termodinamica, considerazioni su come
utilizzare al meglio gli scambi di energia in base al 2° principio
della termodinamica
cenni al significato macroscopico e microscopico della
funzione di stato entropia
• lezione multimediale
• discussione/spiegazione
eventualmente:
• visione e discussione di filmati didattici
• lettura e discussione di testi originali
VALUTAZIONE
(PER COMPETENZE)
verifica scritta e/o orale con:
• discussione e interpretazione dei bilanci energetici di comuni
macchine termiche (pompa di calore, frigorifero, turbine a
vapore...)
• discussione, interpretazione e risoluzione di semplici problemi
numerici
eventualmente:
• discussione e interpretazione delle letture e dei filmati proposti
a lezione