LICEO SCIENTIFICO “Galileo Galilei” – VERONA
Anno Scolastico 2006-2007
PROGRAMMA PREVISTO
Testo di riferimento: “Fisica – Percorsi e metodi” Vol. 2 (J. D. Wilson, A. J. Buffa)
Le unità didattiche a fondo chiaro sono irrinunciabili, le unità didattiche a fondo scuro potranno essere
rinviate o trattate in modo molto sintetico in caso di necessità. Gli argomenti riportati in corsivo potranno
essere saltati o non approfonditi.
Unità Didattica n° 1: Onde, oscillazioni e suono
Prerequisiti
Forze e moto.
Moto circolare uniforme.
Contenuti
1. Oscillazioni e onde: moto armonico (forza elastica, ampiezza, periodo, frequenza, equazioni,
fase); il sistema massa-molla; il pendolo semplice; onde; grandezze che caratterizzano le onde;
onde sinusoidali; tipi di onde.
2. Fenomeni ondulatori: principio di sovrapposizione; interferenza; riflessione delle onde;
rifrazione e diffrazione; polarizzazione; onde stazionarie; teorema di Fourier.
3. Il suono: caratteristiche delle onde sonore; battimenti; effetto Doppler
Obiettivi
1. Definire e descrivere le caratteristiche generali del moto armonico, descrivere la relazione tra
moto armonico e moto circolare uniforme; descrivere il moto armonico dal punto di vista
dinamico.
2. Risolvere problemi sul moto armonico.
3. Definire le caratteristiche delle onde; conoscere l’equazione generale di un’onda armonica;
conoscere e utilizzare il principio di sovrapposizione.
4. Conoscere i fenomeni ondulatori.
5. Descrivere le onde stazionarie; ricavare le condizioni di stazionarietà.
6. Conoscere le caratteristiche delle onde sonore; descrivere l’effetto Doppler e ricavarne le leggi.
7. Risolvere problemi su fenomeni ondulatori e suono.
Laboratorio
Moto armonico semplice: molla oscillante o pendolo.
Verifiche - Scritta: compito con problemi ed esercizi (1 ora). Orale: colloqui sulla teoria, test a
risposta multipla o a risposta aperta (1 ora).
Tempi: settembre - ottobre
Pagina 5
Classe 4^ G - Fisica
LICEO SCIENTIFICO “Galileo Galilei” – VERONA
Anno Scolastico 2006-2007
Unità Didattica n° 2: Ottica
Prerequisiti
Unità didattica 1.
Contenuti
1. Ottica geometrica: Riflessione della luce; principio di Huygens; rifrazione, legge di Snell,
indici di rifrazione, principio di Fermat, riflessione totale; dispersione.
2. Specchi e lenti: specchio piano; specchi sferici, costruzione dell’immagine ed equazione dei
punti coniugati; lenti, equazione dei punti coniugati.
3. Comportamento ondulatorio della luce: Esperimento di Young; Interferenza da lamine sottili.
Diffrazione, Reticolo di diffrazione; Polarizzazione.
Obiettivi
1. Conoscere e descrivere la riflessione della luce; applicare le leggi della riflessione agli specchi.
2. Conoscere il principio di Huygens e utilizzarlo per interpretare la diffrazione e l’interferenza.
3. Conoscere e descrivere la rifrazione; dedurre la legge di Snell e applicarla a risoluzione di
problemi; conoscere ed interpretare la riflessione totale.
4. Conoscere le leggi che descrivono il comportamento delle lenti e degli specchi; saper costruire
immagini.
5. Saper risolvere problemi sulle lenti e gli specchi.
6. Conoscere le leggi della interferenza da due fenditure e applicarle alla risoluzione di problemi.
7. Conoscere il funzionamento e l’uso di alcuni apparati per diffrazione.
8. Conoscere e descrivere il fenomeno della polarizzazione.
Laboratorio
Ottica geometrica: specchi e lenti sottili.
Verifiche - Scritta: compito con problemi ed esercizi (1 ora). Orale: colloqui sulla teoria, test a
risposta multipla o a risposta aperta (1 ora).
Tempi: novembre - dicembre
Pagina 6
Classe 4^ G - Fisica
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Anno Scolastico 2006-2007
Unità Didattica n° 3: La Temperatura e il calore
Prerequisiti
La descrizione del moto e la dinamica: velocità, forze, quantità di moto.
Energia cinetica.
Conoscenze elementari su calore, temperatura, cambiamenti di fase acquisiti nel biennio.
Contenuti
1. Il gas ideale: temperatura ed energia interna, equilibrio termico, termometri, gas perfetto, leggi
dei gas perfetti, temperatura assoluta ed equazione di stato.
2. Modello cinetico dei gas: modello molecolare, energia cinetica media e temperatura, energia
interna, distribuzione di Maxwell.
3. Il calore: calore ed energia termica,unità di misura, calore specifico, calorimetria, equivalenza
fra calore e lavoro, cambiamenti di stato, meccanismi di propagazione del calore.
Obiettivi
1. Conoscere e definire operativamente il concetto di temperatura.
2. Conoscere il concetto di equilibrio termico.
3. Conoscere, saper ricavare e saper utilizzare nella risoluzione di problemi, le leggi di
trasformazione dei gas ideali e l’equazione di stato dei gas perfetti.
4. Conoscere e descrivere il modello molecolare del gas ideale; dedurre la relazione tra energia
cinetica media e temperatura assoluta.
5. Conoscere e calcolare la velocità quadratica media; conoscere la distribuzione delle velocità.
6. Definire i concetti di calore, calore specifico ed energia interna.
7. Conoscere e saper utilizzare le leggi della calorimetria.
8. Conoscere i meccanismi di scambio di calore.
Laboratorio
Determinazione sperimentale delle leggi dei gas.
Esperienze sulla calorimetria.
Verifiche - Scritta: compito con problemi ed esercizi (1 ora). Orale: colloqui sulla teoria, test a
risposta multipla o a risposta aperta (1 ora).
Tempi: gennaio – febbraio.
Pagina 7
Classe 4^ G - Fisica
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Anno Scolastico 2006-2007
Unità Didattica n° 4: I principi della termodinamica
Prerequisiti
Unità didattica n° 3.
Contenuti
1. Il primo principio della termodinamica: sistemi termodinamici e variabili di stato;
trasformazioni termodinamiche; reversibilità e irreversibilità; primo principio della
termodinamica; trasformazioni isobare; trasformazioni isocore; trasformazioni isoterme;
trasformazioni adiabatiche; lavoro in una trasformazione termodinamica ciclica; calori specifici
dei gas ideali; equipartizione dell’energia.
2. Il secondo principio della termodinamica: enunciato; macchine termiche e macchine
frigorifere; rendimento; formulazione di Kelvin e di Clausius e loro equivalenza; disuguaglianza
di Clausius; entropia di un sistema; principio d’entropia; entropia e probabilità; il ciclo di
Carnot.
Obiettivi
1. Enunciare e commentare il primo principio riconoscendone il significato di estensione del
principio di conservazione dell’energia
2. Caratterizzare le varie trasformazioni di un gas alla luce del 1° principio calcolando calori
scambiati, lavoro prodotto, variazione di energia interna;
3. Applicare il 1° principio all’analisi di trasformazioni cicliche e alla risoluzione di problemi.
4. Conoscere l’irreversibilità delle trasformazioni spontanee e interpretarla in modo probabilistico.
5. Enunciare la 2^ legge (formulazione probabilistica, di Clausius, entropica, di Kelvin) e
conoscerne il significato.
6. Definire di rendimento di una macchina termica e saperlo calcolare; riconoscere che una
macchina termica ha bisogno di almeno due sorgenti per operare ciclicamente.
7. Introdurre la funzione di stato entropia e calcolarne la variazione in alcuni tipi di trasformazioni.
8. Risolvere problemi sul rendimento, sulle macchine termiche e sull’entropia..
Verifiche - Scritta: compito con problemi ed esercizi (1 ora). Orale: colloqui sulla teoria, test a
risposta multipla o a risposta aperta (1 ora).
Tempi: marzo - aprile
Pagina 8
Classe 4^ G - Fisica
LICEO SCIENTIFICO “Galileo Galilei” – VERONA
Anno Scolastico 2006-2007
Unità Didattica n° 5: Forze e campi
Prerequisiti
Gravitazione.
Forze e dinamica.
Energia e sua conservazione.
Contenuti
1. Il campo elettrico: Carica elettrica. Struttura della materia. Elettrizzazione. Legge di Coulomb.
Campo elettrico. Campo elettrico di una carica puntiforme. Linee di forza. Flusso di un vettore.
Teorema di Gauss. Applicazioni del teorema di Gauss. Conduttori carichi.
2. Energia e potenziale: Differenza di energia potenziale. Differenza di potenziale. Linee di forza
e superfici equipotenziali. Circuitazione del campo elettrico. Moto di cariche in campo uniforme
ed esperimento di Millikan Capacità. Condensatori piani. Densità di energia del campo elettrico.
Collegamento in serie e parallelo di condensatori.
Obiettivi
1. Enunciare ed interpretare la legge di Coulomb, confrontarla con la legge di gravitazione
universale.
2. Definire il campo elettrico; conoscere e ricavare le espressioni per campi generati da sorgenti
puntiformi.
3. Definire il flusso attraverso una superficie. Enunciare, dimostrare ed applicare il teorema di
Gauss.
4. Ricavare il campo elettrico generato da alcune distribuzioni di carica particolari.
5. Descrivere il comportamento di un conduttore immerso in un campo elettrico.
6. Conoscere e ricavare l’energia potenziale elettrostatica e l’energia potenziale gravitazionale.
Definire il potenziale elettrico. Conoscere le proprietà delle superfici equipotenziali e delle linee
di forza.
7. Definire la capacità di un condensatore.
8. Definire e ricavare la densità di energia elettrostatica.
9. Risolvere problemi ed esercizi applicando la legge di Coulomb, le equazioni dei campi elettrici
generati da diversi tipi di distribuzione di carica, la relazione fra campo elettrico e potenziale, il
teorema di Gauss, le leggi dei condensatori piani.
Laboratorio
Esperienze da cattedra su carica elettrica e forze.
Verifiche - Scritta: compito con problemi ed esercizi (1 ora). Orale: colloqui sulla teoria, test a
risposta multipla o a risposta aperta (1 ora).
Tempi: maggio
Verona, 27/09/06
Il docente (prof. Paolo Gini)
Pagina 9
Classe 4^ G - Fisica
