fisica - programmazione 4° anno scienze umane
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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) • • • CONTENUTI • • • • 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 • • • • • 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) • • • 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) • • 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) • • • 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
