FISICA_CLASSE_4LC

LICEO SCIENTIFICO “N. TRON” – SCHIO
PROGRAMMAZIONE DI FISICA CLASSE 4LC
INDIRIZZO SECONDA LINGUA COMUNITARIA
A.S. 2016/2017
INDICE
A) Linee generali e competenze
B) Obiettivi specifici di apprendimento e abilità di processo
C) Modalità di verifica
D) Metodi e strumenti
E) Programmazione classe IV: contenuti, obiettivi e obiettivi minimi (per PEI e PDP)
A) LINEE GENERALI E COMPETENZE
La stesura della programmazione didattica di dipartimento per il secondo biennio del liceo
scientifico tiene conto delle indicazioni del Parlamento europeo e del Consiglio del 7 settembre
2006 e del DM 139 del 22 agosto 2007, che le fa proprie, e coniuga i saperi in termini di
conoscenze, abilità/capacità e competenze.
“Conoscenze”: indicano il risultato dell’assimilazione di informazioni attraverso l’apprendimento.
Le conoscenze sono l’insieme di fatti, principi, teorie e pratiche, relative a un settore di studio o di
lavoro; le conoscenze sono descritte come teoriche e/o pratiche.
“Abilità”: indicano le capacità di applicare conoscenze e di usare know-how per portare a termine
compiti e risolvere problemi; le abilità sono descritte come cognitive (uso del pensiero logico,
intuitivo e creativo) e pratiche (che implicano l’abilità manuale e l’uso di metodi, materiali,
strumenti).
“Competenze”: indicano la comprovata capacità di usare conoscenze, abilità e capacità personali,
sociali e/o metodologiche, in situazioni di lavoro o di studio e nello sviluppo professionale e/o
personale; le competenze sono descritte in termine di responsabilità e autonomia.
Lo studente, durante il suo percorso liceale deve apprendere i concetti fondamentali della fisica, le
leggi e le teorie che li esplicitano, acquisendo consapevolezza del valore conoscitivo della disciplina
e del nesso tra lo sviluppo della conoscenza fisica ed il contesto storico e filosofico in cui essa si è
sviluppata.
In particolare, lo studente deve acquisire le seguenti competenze:
osservare e identificare fenomeni;
formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi;
formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per
la sua risoluzione;
fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove
l’esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili
significative, raccolta e analisi critica dei dati e dell'affidabilità di un processo di misura,
costruzione e/o validazione di modelli;
comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui vive.
Nel corso del secondo biennio il percorso didattico da maggiore rilievo all'impianto teorico (Le
leggi della fisica) ed alla sintesi formale (Strumenti e modelli matematici), con l'obiettivo di
formulare e risolvere problemi più impegnativi di quelli affrontati nel biennio, tratti anche
dall'esperienza quotidiana, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi fisiche.
L'attività sperimentale consentirà allo studente di discutere e costruire concetti, progettare e
condurre osservazioni e misure, confrontare esperimenti e teorie.
Il dipartimento di fisica, per quanto possibile, in collaborazione con altri insegnanti (in particolare
con quelli di matematica, scienze, storia e filosofia) promuoverà collaborazioni tra il Liceo Tron e
Università, enti di ricerca, musei della scienza e mondo del lavoro.
B) OBIETTIVI SPECIFICI DI APPRENDIMENTO E ABILITA' DI PROCESSO
La definizione degli Obiettivi Specifici di Apprendimento (OSA) per la fisica intende fornire un
quadro di riferimento per lo sviluppo coerente di conoscenze e abilità che coniughino gli aspetti
cognitivi con quelli più specificamente culturali della disciplina: da un lato la disciplina come
strumento di conoscenza scientifica della realtà, dall’altro l’analisi di come la fisica si colloca
all'interno del pensiero scientifico e di come, interagendo e integrandosi con altre forme di pensiero
(matematico, filosofico, tecnologico, …) contribuisce all'evoluzione storica delle idee.
La presentazione degli OSA è fatta ripartendoli in quattro aree fenomenologiche (Fenomeni
Meccanici, Fenomeni Termici, Fenomeni Elettromagnetici, Fenomeni Luminosi), un’area che
descrive conoscenze e abilità legate alle procedure e agli strumenti della indagine scientifica
(Strumenti, Modelli e Procedure), un’area che descrive concetti e applicazioni della fisica
all’astronomia ed all’astrofisica (Terra e Universo) ed un’area che presenta il percorso di
conoscenza della materia dalle sue proprietà macroscopiche alla sua struttura microscopica
(Struttura della Materia, Particelle e Campi).
L’ordine di presentazione non è legato all’ordine in cui gli argomenti verranno proposti in classe dal
docente.
ABILITA' DI PROCESSO
I contenuti di questa tabella indicano abilità di processo che devono accompagnare gli studenti
lungo tutto il percorso in fisica. Non sono relativi ad un unico periodo, ma distribuiti lungo tutto
l’arco del 1° e 2° biennio.
Conoscenze
Abilità
Esplorare, misurare, comunicare, interpretare
- Il metodo sperimentale: osservare, formulare ipotesi,
sperimentare, interpretare, formulare leggi.
- La definizione operativa delle grandezze fisiche:
grandezze scalari e vettoriali; grandezze intensive ed
estensive.
- Unità di misura e dimensionalità delle grandezze
fisiche. Il sistema internazionale di misura (SI).
- Leggi fenomenologiche e leggi teoriche.
- Formulazione di modelli descrittivi ed interpretativi.
- Procedure di utilizzazione di fogli elettronici e
altri strumenti informatici per la modellizzazione di
fenomeni fisici.
- Potere predittivo e limiti di validità di un modello.
Esplorare, misurare, comunicare, interpretare
- Descrivere un fenomeno fisico individuandone le
variabili rilevanti.
- Predire relazioni tra variabili.
- Valutare le caratteristiche degli strumenti di misura:
portata, sensibilità, eventuale frequenza di
campionamento.
- Individuare le caratteristiche di trasduzione di alcuni
strumenti.
- Individuare la differenza tra metodi di misurazione
diretti e indiretti.
- Applicare semplici algoritmi per determinare
l'incertezza di misure indirette.
- Valutare, in situazioni sperimentali diverse,
l'attendibilità dei valori misurati: intervallo d'incertezza,
precisione.
- Leggere e costruire, manualmente e con l’ausilio di
strumenti informatici, grafici cartesiani, istogrammi e
tabelle a più entrate.
- Tracciare, manualmente e con l’ausilio di strumenti
informatici, linee di tendenza di dati sperimentali
linearizzati, determinando i valori. di coefficienti e
intercette e interpretandone i significati fisici.
- Usare modelli matematici per descrivere le relazioni tra
le variabili coinvolte in un dato fenomeno.
- Utilizzare i rapporti incrementali e l’integrazione
numerica per elaborare semplici modelli di fenomeni.
OBIETTIVI SPECIFICI PER IL 2° BIENNIO
1) FENOMENI MECCANICI
Conoscenze
Abilità
Forza, moto e relatività
- Tipi di forze ed equazioni del moto.
- Campo gravitazionale come esempio di campo
conservativo.
- Sistemi di riferimento inerziali e relatività galileiana.
- Sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti.
- Limiti di applicabilità della relatività galileiana.
- Velocità della luce nel vuoto.
- Moto rotatorio, momento angolare e sua conservazione.
- Energia nel moto rotatorio.
Forza, moto e relatività
- Esplorare al calcolatore soluzioni di semplici equazioni
del moto ottenute con il metodo delle differenze finite.
- Applicare le proprietà conservative del campo
gravitazionale alla risoluzione di problemi.
- Descrivere la differenza tra sistemi inerziali e non
inerziali dando esempi degli uni e degli altri.
- Distinguere con criteri appropriati le forze apparenti da
quelle attribuibili a interazioni.
- Spiegare perché i corpi in caduta libera sono in
condizione di assenza di peso e perché i satelliti artificiali
intorno alla Terra e i pianeti intorno al Sole sono in
caduta libera.
- - Discutere l’effetto Doppler luminoso e confrontarlo
con l’effetto Doppler acustico.
- Descrivere e modellizzare fenomeni quotidiani
riguardanti la conservazione del momento della quantità
di moto e dell’energia meccanica di rotazione.
Aspetti storici
- L’origine della teoria della relatività ristretta.
Oscillatori accoppiati e sistemi continui
- Oscillazioni forzate e risonanza.
- Aspetti dinamici ed energetici di sistemi di due o più
oscillatori accoppiati.
- Aspetti dinamici ed energetici della propagazione di
onde in sistemi continui.
- Comportamenti discreti dei sistemi continui: gli stati
stazionari.
Aspetti storici
- L’importanza storica delle oscillazioni nella fisica.
Oscillatori accoppiati e sistemi continui
- Determinare sperimentalmente o attraverso un
modello, la frequenza propria di un sistema oscillante.
- Spiegare la relazione tra l’ampiezza di oscillazioni
forzate e la frequenza della sollecitazione applicata.
- Esplorare le proprietà cinematiche, dinamiche ed
energetiche di semplici sistemi di due oscillatori
accoppiati.
- Esplorare, con l’aiuto di simulazioni al calcolatore, il
comportamento di sistemi di più di due oscillatori
accoppiati.
- Analizzare la propagazione di onde impulsive in sistemi
diversi sia sperimentalmente sia attraverso l’uso di
simulazioni al calcolatore.
- Descrivere le caratteristiche cinematiche e dinamiche
delle onde stazionarie.
- Analizzare onde stazionarie di frequenze diverse sia
sperimentalmente sia attraverso l’uso di simulazioni al
calcolatore.
- Descrivere la propagazione delle onde sismiche
spiegando l’effetto della struttura interna della Terra.
2) FENOMENI TERMICI
Conoscenze
Abilità
Processi termodinamici
- Stati e trasformazioni termodinamiche.
- Descrizione microscopica dei gas.
- Equipartizione dell’energia.
- Secondo principio della termodinamica ed entropia.
- Cicli termodinamici e rendimento di una macchina
termica.
- Teoria cinetica dei gas.
- Equipartizione dell’energia.
- Definizione dell’entropia in termini statistici.
Aspetti storici
- Sviluppo storico delle idee che hanno portato
alla formulazione delle leggi della termodinamica.
- Invenzione della macchina a vapore.
- La gara verso le basse temperature.
Processi termodinamici
- Descrivere processi e trasformazioni termodinamiche.
- Illustrare il significato microscopico della pressione e
della temperatura.
- Descrivere e interpretare processi termodinamici
mettendo in evidenza la conservazione dell’energia e la
sua degradazione.
- Descrivere una macchina frigorifera e confrontarne il
funzionamento con quello di altre macchine termiche.
- Descrivere cicli termodinamici naturali: scambi di
energia sulla Terra e della Terra con l’ambiente
extraterrestre, fonti di energia, “effetto serra”.
- Confrontare e spiegare diagrammi di Maxwell della
distribuzione delle velocità molecolari in funzione della
temperatura.
- Correlare grandezze macroscopiche e microscopiche.
- Mettere in relazione la probabilità di uno stato
termodinamico con la molteplicità dei suoi microstati.
- Correlare lo stato di equilibrio con lo stato di massima
probabilità.
3) FENOMENI ELETTROMAGNETICI
Conoscenze
Abilità
Campi e onde elettromagnetiche
- Campo elettrico: definizione e proprietà.
- Campo magnetico: definizione e proprietà.
- Contributo elementare al campo elettrico o magnetico
da parte di cariche elettriche.
- Flusso del campo elettrico e teorema di Gauss.
- Flusso del campo magnetico.
- Moto di particelle cariche in campi elettrici e magnetici.
Campi e onde elettromagnetiche
- Rappresentare graficamente i vettori di campo elettrico
generati da una o più sorgenti puntiformi.
- Evidenziare sperimentalmente le tracce delle superfici
equipotenziali associate al campo elettrico e verificare le
loro relazioni direzionali con le linee del campo.
- Descrivere somiglianze e differenze tra campi
elettrostatici e campi gravitazionali.
- Confrontare le caratteristiche di campi elettrici e
magnetici.
- Evidenziare sperimentalmente e rappresentare
graficamente i vettori di campo magnetico generati da
correnti elettriche di semplice geometria.
- Applicare il concetto di flusso dei campi elettrici e
magnetici per la soluzione di semplici problemi.
- Descrivere il moto di cariche elettriche in presenza di
campi elettrici e magnetici e la sua applicazione in alcuni
dispositivi.
Aspetti storici
- Lo sviluppo della teoria classica
dell’elettromagnetismo.
4) FENOMENI LUMINOSI
Conoscenze
Abilità
Onde luminose e spettri
- Fenomeni di diffrazione e interferenza.
- Fenomeni di polarizzazione lineare.
- Emissione e assorbimento della luce dal punto di vista
macroscopico..
Onde luminose e spettri
- Osservare e spiegare la diffrazione della luce attraverso
fenditure semplici e multiple.
- Osservare e spiegare fenomeni d’interferenza della luce
prodotte da intercapedini e pellicole sottili.
- Spiegare perché la diffrazione e l’interferenza della luce
dimostrano la sua natura ondulatoria.
- Misurare la frequenza di una luce monocromatica da
fenomeni di diffrazione o di interferenza.
- Riconoscere nella polarizzazione un indizio a favore
della luce come onda trasversale.
Aspetti storici
- Evoluzione storica delle idee sulla natura della luce.
- La misura della velocità della luce.
- Interpretare i colori della luce visibile in termini di
frequenze e di lunghezze d’onda.
5) TERRA E UNIVERSO
Conoscenze
Abilità
La gravitazione universale e la dinamica del sistema
solare
- Il moto dei pianeti e la gravitazione universale.
- Aspetto predittivo ed esplicativo della meccanica
newtoniana in relazione a fenomeni gravitazionali
complessi.
La gravitazione universale e la dinamica del sistema
solare
- Applicare la legge di gravitazione universale e i principi
di conservazione dell’energia al moto dei pianeti.
Aspetti storici
- La scoperta di Nettuno.
C) MODALITÀ DI VERIFICA
La prova orale potrà consistere in interrogazioni tradizionali, discussioni con gli studenti anche a
gruppi e dal posto, in somministrazione di questionari. Per mezzo di un colloquio si cercherà di
chiarire eventuali dubbi su prove scritte e pratiche e di mettere in luce le modalità di ragionamento
seguite dagli alunni nella soluzione di problemi.
La prova scritta verterà su esercizi e problemi riguardanti gli argomenti sviluppati, in modo da
verificare le conoscenze acquisite, le abilità applicative e le capacità logico-deduttive. A tale scopo,
gli esercizi e i problemi proposti non richiederanno solo la semplice applicazione delle formule
acquisite, ma anche una rielaborazione personale dell’argomento in modo che l’alunno giunga ad
una applicazione consapevole dei concetti appresi.
Le relazioni sulle esperienze di laboratorio alle quali gli studenti prenderanno parte in modo diretto
o indiretto hanno lo scopo di aiutarli sia a riesaminare le ragioni per cui si è operato in un certo
modo, sia a considerare l’effetto delle incertezze nella misura, sia a individuare eventuali cause di
errore in modo che le conclusioni alle quali giungono siano significative, sia a rendere la loro
comunicazione sempre più puntuale, essenziale ed appropriata.
In sede di valutazione si terrà conto anche dei contributi nelle discussioni, del comportamento in
laboratorio, del successo nella soluzione di problemi e del grado di partecipazione e di impegno.
Altre volte agli studenti sarà richiesto di completare e consegnare delle schede appositamente
strutturate per il lavoro che si sta svolgendo in laboratorio. Tali schede, oltre ad essere un valido
strumento per verificare la comprensione di quanto i ragazzi stanno eseguendo, hanno lo scopo di
indirizzare il loro lavoro e far emergere problematiche che potrebbero, altrimenti, non affiorare.
Ulteriori elementi che potranno influenzare la valutazione coinvolgono il grado di partecipazione e
di impegno, il contributo nelle discussioni, l’atteggiamento tenuto in laboratorio.
Sono previste non più di tre prove scritte per il primo periodo e non più di quattro per il secondo,
escluse eventuali verifiche di recupero.
Per la valutazione conclusiva del profitto, sia di periodo che dell'anno scolastico, verrà data
maggiore importanza agli esiti delle verifiche scritte e dei colloqui orali, visto che le relazioni di
laboratorio sono per loro natura frutto di un lavoro cooperativo nel quale è difficile riconoscere il
contributo di ognuno.
Il dipartimento adotta per le prove orali e scritte la griglia di valutazione allegata al P.T.O.F..
D) METODI E STRUMENTI
- Lezioni in classe e appunti integrativi al testo.
- Lezioni in laboratorio di informatica e di fisica.
- Realizzazione di esperimenti in laboratorio
- Realizzazione di esperimenti simulati con applet java.
- Visione di filmati didattici sugli argomenti affrontati.
- Discussioni sui temi trattati.
- Uso del testo.
- Uso di strumenti multimediali.
- Utilizzo della L.I.M.
- Esercizi applicativi in classe e per casa.
- Visite d’istruzione.
E) NOTE GENERALI SULLA PROGRAMMAZIONE
Il programma di inizio anno è presentato in moduli suddivisi in unità la cui numerazione
corrisponde a quella dei capitoli nel testo in adozione. Per ciascun modulo vengono presentati anche
gli obiettivi minimi ad esso relativi.
F) Programmazione classe IV
TESTI: Ugo Amaldi “L’Amaldi per i licei scientifici” Ed. Zanichelli
Vol.1 “Meccanica e Termologia” e
Vol.2 “Principi della Termodinamica, Onde, Campo elettrico”.
MODULO 5: La gravitazione. cap. 6
CONOSCENZE
Le leggi di Keplero
La legge di gravitazione
universale
Massa e peso
Satelliti in orbite circolari
L’energia potenziale
gravitazionale e la velocità di
fuga
ABILITA’/CAPACITA’
Differenze tra massa e peso
Saper applicare le leggi della
dinamica e la legge di
gravitazione di Newton al
moto dei pianeti e dei satelliti
Saper applicare il principio di
conservazione dell’energia
nella gravitazione

COMPETENZE
Saper applicare le leggi della
dinamica e la legge di
gravitazione di Newton per
descrivere le leggi di Keplero
Saper discutere l’applicazione
del principio di conservazione
dell’energia meccanica alla
gravitazione
Conoscere il significato della legge di gravitazione
OBIETTIVI MINIMI
(PER PEI E PDP)


universale e saper mettere in relazione accelerazione di
gravità e forza peso.
Saper spiegare il legame tra le varie grandezze nel caso
del'orbita circolare di un satellite.
Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio
scientifico in maniera essenziale.
Contenuti
Esperienze di laboratorio
Tempi
suggerite
Misura di g con l'utilizzo di un pendolo Settembre
semplice
Ottobre
Uso di un programma di simulazione
(Perseus) dei moti dei corpi celesti.
Le leggi di Keplero
La legge di gravitazione universale
Massa e peso
Deduzione delle leggi di Keplero
Satelliti in orbite circolari
L’energia potenziale gravitazionale e la
velocità di fuga
MODULO 6: I fluidi. cap. 7
CONOSCENZE
Richiami e integrazioni su:
La pressione
Leggi di Pascal e Stevino
Il principio di Archimede e
condizioni di galleggiamento
L’equazione di continuità
L’equazione di Bernoulli
Viscosità
Caduta in un fluido
ABILITA’/CAPACITA’
Saper utilizzare le leggi
studiate
Saper applicare il principio di
Archimede per determinare le
condizioni di galleggiamento
Saper descrivere, utilizzando
le grandezze fisiche introdotte,
un fluido in movimento
Saper applicare l’equazione di
continuità
COMPETENZE
Saper individuare i modelli
introdotti e i loro limiti di
validità
Saper relazionare sul legame
tra l’equazione di Bernoulli e
il principio di conservazione
dell’energia
Saper discutere sul moto di un
oggetto in un fluido viscoso

Conoscere e saper applicare le leggi fondamentali della
meccanica dei fluidi in semplici situazioni statiche e
dinamiche.

Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio
scientifico in maniera essenziale.
OBIETTIVI MINIMI
(PER PEI E PDP)
Contenuti
La pressione
Leggi di Pascal e Stevino
Il principio di Archimede e condizioni di
galleggiamento
Fluidi in movimento
Esperienze di laboratorio
suggerite
La caduta di una sferetta in un fluido
viscoso
Tempi
Ottobre
L’equazione di continuità
L’equazione di Bernoulli e sue applicazioni
Viscosità
Caduta in un fluido
MODULO 7: Termologia e calore. cap. 8 e 9
CONOSCENZE
Temperatura
Dilatazione termica
Leggi dei gas e del gas perfetto
Calore e lavoro
Calore specifico
Trasmissione del calore
ABILITA’/CAPACITA’
Utilizzare formule e concetti
per risolvere problemi di
termologia, calorimetria e sulle
leggi dei gas
Saper descrivere il modello del
gas perfetto


OBIETTIVI MINIMI
(PER PEI E PDP)


COMPETENZE
Saper discutere sul modello del
gas perfetto e su i suoi limiti di
validità
Saper relazionare sul concetto
di temperatura e saperlo
distinguere da quello di calore.
Saper interpretare e
rappresentare graficamente una
trasformazione
Conoscere le differenze tra calore e temperatura.
Conoscere le leggi che descrivono il comportamento dei
gas perfetti e saperle applicare a semplici problemi.
Saper risolvere semplici problemi relativi alla conduzione
del calore.
Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio
scientifico in maniera essenziale.
Contenuti
Le grandezze fondamentali della termologia, il
termometro e le scale termometriche,
dilatazione lineare e volumica, la mole e il
numero di Avogadro
Le trasformazioni di un gas
Leggi di Gay-Lussac e Boyle
Il gas perfetto
L’equazione di stato del gas perfetto
Calore e lavoro
Capacità termica e calore specifico
Il calorimetro
Conduzione e convezione
Irraggiamento
Esperienze di laboratorio
suggerite
La legge di Boyle
Misura del calore specifico di alcuni
metalli.
MODULO 8: Modello microscopico e cambiamenti di stato. Cap. 10, 11 (Vol. 1)
Tempi
Ottobre
Novembre
CONOSCENZE
Modello cinetico e formula di
Joule-Clausius.
Velocità quadratica media e
temperatura.
Terminologia e grandezze che
caratterizzano i cambiamenti di
stato.
ABILITA’/CAPACITA’
Determinare proprietà
macroscopiche a partire da quelle
microscopiche e viceversa.
Saper risolvere problemi di
calorimetria in presenza di
passaggi di stato.


OBIETTIVI MINIMI
(PER PEI E PDP)



Contenuti
COMPETENZE
Saper descrivere le proprietà dei
gas mediante il modello cinetico.
Saper descrivere l’energia interna
attraverso il modello
microscopico.
Descrivere dal punto di vista
microscopico i passaggi di stato.
Conoscere il modello microscopico del gas perfetto
Conoscere il legame tra temperatura, pressione ed energia
cinetica media delle particelle costituenti un gas.
Conoscere i passaggi di stato e il significato di calore latente
Saper descrivere scambi di calore tra corpi in presenza di
passaggi di stato.
Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio
scientifico in maniera essenziale.
Esperienze di laboratorio
suggerite
Moto browniano
La pressione del gas perfetto
Calore latente di fusione dell’acqua.
L’equazione di Joule - Clausius
La temperatura dal punto di vista microscopico Analisi qualitativa del modello cinetico dei
La velocità quadratica media
gas.
Distribuzione di Maxwell (solo la descrizione
del diagramma N(v) – v)
Energia interna
Gas, liquidi e solidi
Passaggi tra stati di aggregazione
Fusione e la solidificazione
Vaporizzazione e condensazione
Vapore saturo e la sua pressione
Condensazione e temperatura critica (fino a pag
409)
Tempi
Novembre
MODULO 9: Principi della termodinamica. cap. 12, 13, 14
CONOSCENZE
Energia interna e I principio della
termodinamica
Trasformazioni dei gas e lavoro
termodinamico in esse
Le macchine termiche
Enunciati del secondo principio
Trasformazioni reversibili ed
irreversibili
Teorema e ciclo di Carnot
Entropia
ABILITA’/CAPACITA’
Applicare i Principi della
termodinamica alle trasformazioni
e ai cicli termodinamici.
COMPETENZE
Distinguere energia interna e
quantità di calore
Riconoscere le forme di energia e
i meccanismi che ne consentono il
trasferimento e la trasformazione
Interpretare i processi
termodinamici in relazione alla
conservazione e alla degradazione
dell’energia
Riuscire a generalizzare la legge
di conservazione dell'energia e
comprendere i limiti intrinseci alle
trasformazioni tra forme di
energia

OBIETTIVI MINIMI
(PER PEI E PDP)

Conoscere i principi della termodinamica e saper descrivere il
funzionamento di una macchina termica in forma schematica.
Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio
scientifico in maniera essenziale.
Contenuti
Esperienze di laboratorio
suggerite
Scambi di energia
Energia interna di un sistema fisico
Principio zero della termodinamica
Trasformazioni reali e quasi statiche
Lavoro termodinamico
Primo principio della termodinamica e sue
applicazioni
Calori specifici del gas perfetto
Trasformazioni adiabatiche
Le macchine termiche
Enunciati del secondo principio: Kelvin,
Clausius e rendimento
Trasformazioni reversibili ed irreversibili
Teorema e ciclo di Carnot
Rendimento del ciclo di Carnot
Il motore dell’automobile
Il frigorifero e la pompa di calore
Diseguaglianza di Clausius
Entropia
Quarto enunciato del secondo principio
L’entropia di un sistema non isolato
Il secondo principio dal punto di vista
molecolare (cenni)
Misura dell'equivalente meccanico della
caloria.
Tempi
Dicembre
Gennaio
La pompa di calore.
MODULO 10: Le onde. cap. 15, 16, 17.
CONOSCENZE
Definizione e classificazione dei
fenomeni ondulatori
Rappresentazioni e parametri
caratteristici delle onde
Fenomeni connessi con la
propagazione e l’interferenza
delle onde
Le onde sonore: generazione e
meccanismo di propagazione
Caratteri distintivi di un suono
Eco, effetto doppler e relative
applicazioni
ABILITA’/CAPACITA’
Riconoscere i fenomeni
ondulatori, distinguendo tra i
diversi tipi di onde
Riconoscere i fenomeni connessi
con la propagazione delle onde
sonore e luminose, gli esperimenti
che consentono di evidenziarli,
applicando appropriatamente le
leggi che li governano.
COMPETENZE
Descrivere l’andamento spaziale e
temporale di un’onda utilizzando
opportune grandezze e metodi di
rappresentazione.
Riconoscere forme d’onda
risultanti dalla sovrapposizione di
onde armoniche di uguale o
diversa frequenza.
Individuare le relazioni tra
caratteristiche delle onde sonore e
luminose e le sensazioni
fisiologiche che esse producono
La luce come onda
elettromagnetica
I fenomeni connessi alla
propagazione della luce
Frequenza e colore della luce
Lo spettro elettromagnetico
Applicazioni delle onde
elettromagnetiche.
Applicare le conoscenze apprese a
dispositivi ottici, elettromagnetici
e acustici e per interpretare
fenomeni quotidiani .



OBIETTIVI MINIMI
(PER PEI E PDP)

Contenuti
Conoscere le caratteristiche dei fenomeni ondulatori e saperli
descrivere nei loro aspetti fondamentali
Conoscere le onde sonore e le loro principali caratteristiche
Conoscere la natura ondulatoria della luce e saper spiegare il
fenomeno dell'interferenza.
Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio
scientifico in maniera essenziale.
Esperienze di laboratorio
suggerite
Le onde
Fronti d’onda e raggi
Le onde periodiche
Le onde armoniche
riflessione e rifrazione
Interferenza
L’interferenza in un piano e nello spazio
Le onde sonore
Le caratteristiche del suono
Limiti di udibilità
Eco
Le onde stazionarie
Battimenti
Effetto Doppler
Onde e corpuscoli
Irradiamento ed intensità di radiazione
Interferenza e diffrazione della luce
Colori e lunghezza d’onda
Emissione ed assorbimento della luce
Caratteristiche generali delle onde (molla
lunga e ondoscopio)
Tempi
Febbraio
Marzo
Analisi armonica dell’onda sonora
(LabPro)
Diapason e battimenti
Onde stazionarie
Dispersione luce bianca da prisma
Interferenza e diffrazione con un fascio
laser
Misura della lunghezza d’onda di luce laser
MODULO 11: Campo elettrico. cap. 18, 19, 20, 21.
CONOSCENZE
Le modalità per caricare un corpo
Il fenomeno dell’induzione
elettrostatica e della
polarizzazione
La legge di Coulomb
Il principio di sovrapposizione
Definizione di campo elettrico
Linee del campo elettrico
La legge di Gauss
ABILITA’/CAPACITA’
Determinare la forza dovuta
all’interazione di due o più
cariche
Determinare il campo elettrico
generato da una o più cariche
puntiformi e dalle distribuzioni
continue di carica di interesse
pratico
Applicare la conservazione
COMPETENZE
Eseguire e discutere esperimenti
sulle modalità per caricare un
corpo
Eseguire e interpretare
esperimenti in cui si evidenziano
fenomeni di induzione e di
polarizzazione elettrostatica
Determinare il campo elettrico
generato da distribuzioni di carica
Definizione di energia potenziale
e di potenziale elettrico
Il legame tra campo elettrico e
potenziale
Caratteristiche elettriche del
conduttore carico in equilibrio
elettrostatico;
Capacità del condensatore piano;
Collegamento di condensatori;
Energia immagazzinata in un
condensatore
Unità di misura.
dell’energia per risolvere
problemi inerenti il moto di
cariche in un campo elettrostatico
Saper descrivere le condizioni di
equilibrio per conduttori carichi
collegati tra loro;
Saper ricavare la capacità del
condensatore piano;
Saper calcolare la capacità
equivalente di un sistema di
condensatori;
Essere in grado di esprimere
l’energia immagazzinata in un
condensatore e ricavare la densità
di energia.
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OBIETTIVI MINIMI
(PER PEI E PDP)
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applicando la legge di Gauss
Giustificare e utilizzare il legame
tra campo elettrico e potenziale
elettrico
Essere in grado di definire la
capacità di un condensatore e
calcolare la capacità equivalente;
Essere in grado di descrivere
l’effetto di un dielettrico in un
condensatore.
Saper spiegare i fenomeni elettrostatici elementari.
Saper descrivere la legge di Coulomb e saperla applicare.
Conoscere il concetto di campo in generale e saper definire il
campo elettrico.
Conoscere la legge di Gauss del campo elettrostatico.
Saper calcolare il campo elettrico generato da una o più
cariche nei casi elementari.
Conoscere i concetti di energia potenziale di una carica in un
campo elettrico e di potenziale elettrico.
Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio
scientifico in maniera essenziale.
Contenuti
Elettrizzazione per strofinio
Conduttori e isolanti
Definizione operativa della carica elettrica
Esperimento (cenni) e legge di Coulomb
La forza di Coulomb nella materia
Elettrizzazione per induzione
Vettore campo elettrico
Campo elettrostatico della carica puntiforme
Le linee del campo elettrico
Il flusso di un campo vettoriale
Il flusso del campo elettrico e il teorema di
Gauss
Campo elettrico generato da una distribuzione
piana infinita di carica
Altri campi elettrici con particolari simmetrie
Energia potenziale elettrica
Il potenziale elettrico
Superfici equipotenziali
La deduzione del campo elettrico dal potenziale
Circuitazione del campo elettrostatico
La distribuzione della carica nei conduttori in
Esperienze di laboratorio
suggerite
Fenomeni elettrostatici elementari
Macchine elettrostatiche (Elettroforo di
Volta, Van De Graaf, Wimshurt)
Gabbia di Faraday
Spettri del campo elettrostatico
Carica nel conduttore sferico
Misura della capacità del condensatore
piano.
Tempi
Aprile
Maggio
Giugno
equilibrio elettrostatico
Il campo elettrico e il potenziale in un
conduttore all’equilibrio
Problema generale dell’elettrostatica
La capacità di un conduttore
Sfere in equilibrio elettrostatico
Il condensatore
Condensatori in serie e parallelo
Energia immagazzinata in un condensatore
Verso le equazioni di Maxwell
Schio, 26 ottobre 2016
Firma
Maria Cascone