4b fisica - Liceo "Tito Lucrezio Caro"
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A.S. 2013/2014 CLASSE 4^B DOCENTE: LORENZA MILANI PROGRAMMA SVOLTO DI FISICA 1. CONTENUTI DISCIPLINARI Argomento Sviluppo analitico sintetico Teoria cinetica Il modello di gas perfetto. La pressione dal punto di vista dei gas microscopico. La legge di Joule-Clausius. La teroia cinetica dei gas e la temperatura. La velocità quadratica media. Il teorema di equipartizione dell’energia. Energia interna di un gas perfetto. Distribuzione di Maxwell delle velocità. I gas reali. Il moto browniano. Il numero di Avogadro e la conferma della teoria microscopica della materia. Il calore L’equivalente meccanico della caloria. Il calore come energia in transito. Capacità termica e calore specifico. Il calore specifico dell’acqua. Calorimetria. Propagazione del calore: conduzione, convezione e irraggiamento. Gli stati della materia e i cambiamenti di stato. La Sistemi termodinamici. Stati di equilibrio e diagramma P-V. termodinamica trasformazioni termodinamiche reversibili e irreversibili. Il lavoro in una trasformazione termodinamica. Il primo principio della termodinamica. L’impossibilità del moto perpetuo. L’energia interna di un gas perfetto. Applicazioni del primo principio. Calori specifici del gas perfetto: calore molare, calore molare a volume costante e a pressione costante. Relazione di Mayer tra CP e CV. trasformazioni adiabatiche. Trasformazioni reciproche di lavoro e calore. Macchine termiche. Rendimento di una macchina termica. Il secondo principio della termodinamica: enunciato di Kelvin. Macchine frigorifere. Coefficiente di prestazione. Il secondo principio della termodinamica: enunciato di Clausius. Equivalenza dei due enunciati. Trasformazioni reversibili e teorema di Carnot. Macchina di Carnot e ciclo di Carnot. Rendimento di una macchina di Carnot. La disuguaglianza di Clausius. L’entropia e le sue proprietà. Conservazione e reversibilità. Irreversibilità meccanica e aumento dell’entropia. Irreversibilità termica e aumento dell’entropia. Entropia e secondo principio della termodinamica. Lo stato di massima entropia. Ordine e disordine a livello microscopico. Interpretazione microscopica del secondo principio della termodinamica. Interpretazione statistica dell’entropia. Il terzo principio della termodinamica. Onde Oscillazioni attorno all’equilibrio. L’oscillatore armonico. Il moto meccaniche armonico. Relazioni tra moto circolare uniforme e moto armonico. Periodo e frequenza dell’oscillatore armonico. Il pendolo. Isocronismo del pendolo. Energia e oscillatore armonico. Risonanza. Onde meccaniche. Caratteristiche delle onde meccaniche. Onde trasversali e onde longitudinali. Dall’oscillazione delle particelle del mezzo alla propagazione dell’onda. Grandezze caratteristiche delle onde: ampiezza, periodo, lunghezza d’onda e velocità.La rappresentazione matematica delle onde armoniche. Fronti d’onda e raggi. Il principio di Huygens. Riflessione e rifrazione delle onde. Diffrazione delle onde. Principio di sovrapposizione e interferenza. Onde su una corda: velocità di propagazione ed energia trasportata da Periodo/ore Settembre 7 ore Ottobre 4 ore Ottobre/ Dicembre 26 ore Gennaio/ Febbraio 12 ore Il suono Ottica geometrica e ottica fisica Elettrostatica un’onda armonica, riflessione e interferenza. Onde stazionarie su una corda con estremi fissi. Modi normali di oscillazione. Onde sonore. L’eco. Onde sonore armoniche. Spostamento longitudinale e variazione di pressione. Altezza e timbro dei suoni. Analisi armonica e teorema di Fourier. Intensità dei suoni. Intensità e potenza della sorgente. Livello di intensità sonora. L’interferenza di onde sonore. Interferenza nel tempo: i battimenti. La diffrazione delle onde sonore. L’effetto Doppler. I raggi di luce. Velocità della luce. Indice di rifrazione. La legge della riflessione dei raggi luminosi. Gli specchi piani. Invertibilità dei cammini luminosi. La rifrazione dei raggi luminosi, legge di Snell. Effetti legati alla rifrazione. La riflessione totale . Dispositivi e fenomeni basati sulla riflessione totale. La dispersione della luce. I colori e la lunghezza d’onda della luce. Gli specchi sferici concavi e convessi: elementi caratterizzanti. Specchi parabolici. Costruzione grafica di immagini formate da specchi sferici: diagramma dei raggi. L’equazione dei punti coniugati. Dall’ottica geometrica all’ottica fisica. Il principio di Huygens-Fresnel. Sorgenti coerenti. Riflessione e rifrazione secondo il modello ondulatorio. La natura della luce e l’esperimento delle fenditure di Young. La lunghezza d’onda della luce. Diffrazione da una fenditura. Fenomeni elettrostatici elementari. Elettrizzazione per strofinio. Il modello microscopico. La conservazione della carica elettrica. Conduttori e isolanti. Elettrizzazione dei conduttori per contatto e per induzione. La legge di Coulomb. Principio di sovrapposizione. La forza di coulomb nella materia. Analogie e differenze tra forza elettrica e forza gravitazionale. Il concetto di campo elettrico. Il campo elettrico generato da una carica puntiforme. Il campo di due cariche puntiformi. Le linee di forza del campo elettrico. Il flusso di un vettore. Il flusso di un campo vettoriale. Il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss. Equivalenza tra teorema di Gauss e legge di Coulomb. Campi elettrici generati da particolari distribuzioni di carica: guscio sferico, sfera carica, filo carico, lamina sottile indefinitamente estesa. Conservatività della forza di Coulomb ed energia potenziale elettrica. Energia potenziale elettrica di un sistema di cariche. Energia potenziale elettrica di due cariche puntiformi. Energia potenziale elettrica di un sistema di cariche puntiformi. Definizione di potenziale elettrico. Differenza di potenziale. Potenziale di una carica puntiforme. Superficie equipotenziali. Dal campo elettrico al potenziale. La circuitazione del campo elettrico. Dal potenziale al campo elettrico. Campo elettrico all’interno di un conduttore carico in equilibrio elettrostatico. Campo nelle immediate vicinanze di un conduttore. Potenziale di un conduttore in equilibrio elettrostatico. I rappresentanti di classe Cittadella, 6 giugno 2014 Febbraio/ Marzo 10 ore Marzo/ Aprile 14 ore Aprile/ Maggio 15 ore L’insegnante ( Lorenza Milani )
