Programmazione didattica di Fisica

LICEO SCIENTIFICO STATALE “TALETE” A.S. 2016/17
Programmazione didattica di Fisica
CLASSE IVA
prof. Marcello Cataldo
SITUAZIONE DI PARTENZA
Gli alunni si sono mostrati partecipi al dialogo didattico-educativo. La classe mostra nel complesso
conoscenze e capacità sufficienti, in alcuni casi discrete, anche se alcuni devono acquisire più
continuità nello studio ed un comportamento più maturo e responsabile.
Finalità:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Comprensione dei procedimenti caratteristici dell’indagine scientifica.
Capacità di reperire informazioni, di utilizzarle in modo autonomo e finalizzato.
Capacità di cogliere l’importanza del linguaggio matematico come potente strumento nella
descrizione del mondo e di utilizzarlo adeguatamente.
Capacità di analizzare e schematizzare situazioni reali e di affrontare problemi concreti.
Capacità di riconoscere i fondamenti scientifici presenti nelle attività tecniche.
Consapevolezza delle potenzialità, dello sviluppo e dei limiti delle conoscenze scientifiche.
Capacità di cogliere le relazioni tra lo sviluppo delle conoscenze fisiche e quello del contesto
umano storico e tecnologico.
Obiettivi:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Utilizzare il linguaggio specifico della disciplina;
Inquadrare in un medesimo schema logico situazioni diverse, riconoscendo analogie e differenze,
proprietà varianti e invarianti;
Collegare le conoscenze acquisite con le implicazioni della realtà quotidiana;
Riconoscere l’ambito di validità delle leggi scientifiche;
Conoscere, scegliere e gestire strumenti matematici adeguati e interpretarne il significato fisico;
Formulare ipotesi di interpretazione dei fenomeni osservati, dedurre conseguenze e proporre
verifiche;
Comunicare in modo chiaro e sintetico le procedure seguite nelle proprie indagini, i risultati
raggiunti e il loro significato.
Valutare l’attendibilità dei risultati raggiunti
Scansione dei contenuti
Modulo 0
Ripasso dei principali argomenti affrontati lo scorso anno
riguardanti la termologia e le trasformazioni dei gas perfetti.
(trimestre)
Modulo 1
Il calore
(trimestre)
1 - Il modello
microscopico
della materia
Il modello microscopico della materia. La temperatura dal punto di
vista microscopico. Il teorema di equipartizione dell’energia. La
velocità quadratica media. La distribuzione di Maxwell. L’energia
interna. L’equazione di stato di van der Waals
2 -Il calore e i
cambiamenti di
stato
1-Primo Principio
della
Termodinamica
Lavoro, calore e temperatura. La misurazione del calore. Capacità
e calore specifico. Il passaggio del calore nella materia
(conduzione, convezione e irraggiamento). I cambiamenti di stato.
Fusione, solidificazione, vaporizzazione e condensazione. Il
vapore saturo e la sua pressione. Condensazione e temperatura
critica. La sublimazione.
Gli scambi di energia. L’energia interna di un sistema fisico. Il
principio zero della termodinamica. Trasformazioni reali e quasi
statiche. Il lavoro termodinamico. Primo principio della
termodinamica e sue applicazioni. Calori specifici dei gas perfetti.
La trasformazioni adiabatiche.
Modulo 2
I principi
della
termodinami
ca
Le macchine termiche. Primo enunciato: Lord Kelvin. Secondo
2-Secondo
enunciato:
Clausius.
Terzo
enunciato:
il
rendimento.
Principio della Trasformazioni reversibili e irreversibili. Teorema di Carnot. Ciclo
Termodinamica di Carnot. Rendimento di una macchina di Carnot. Il motore
dell’automobile. Il frigorifero.
(trimestre)
3-Entropia e
disordine
1 - Le onde
elastiche
Modulo 3
2 - Il suono
Onde
(fine trimestre/
pentamestre)
3 - Le onde
luminose
1 - La carica
elettrica e la
Legge di
Coulomb
Modulo 4
2 - Il campo
elettrico
Il campo
elettrico
(pentamestre)
3 - Il potenziale
elettrico
4 - Fenomeni di
elettrostatica
La disuguaglianza di Clausius. L’entropia. L’entropia di un sistema
isolato. Il quarto enunciato del secondo principio. L’entropia di un
sistema non isolato. Il secondo principio dal punto di vista
molecolare. Stati macroscopici e microscopici. Il terzo principio
della termodinamica.
Le onde. Fronti d’onda e raggi. Le onde periodiche. Le onde
armoniche. L’interferenza. L’interferenza in un piano e nello spazio.
Le onde sonore. Le caratteristiche del suono. I limiti dell’udibilità.
L’eco. Le onde stazionarie. I battimenti. L’effetto Doppler.
Onde e corpuscoli. L’irradiamento e l’intensità di radiazione. Le
grandezze fotometriche. L’interferenza della luce. Il fenomeno
della diffrazione. La diffrazione della luce. Il reticolo di diffrazione. I
colori e la lunghezza d’onda. L’emissione e l’assorbimento della
luce.
L’elettrizzazione per strofinio. I conduttori e gli isolanti. La
definizione operativa di carica elettrica. La Legge di Coulomb.
L’esperimento di Coulomb. La forza di Coulomb nella materia.
L’elettrizzazione per induzione.
Il vettore campo elettrico. Il campo elettrico di una carica
puntiforme. Le linee di campo elettrico. Il flusso di un campo
vettoriale attraverso una superficie. Il flusso di campo elettrico e il
teroema di Gauss. Il campo elettrico di una distribuzione piana
infinita di carica. Altri campi elettrici con particolari simmetrie.
L’energia potenziale elettrica. Il potenziale elettrico. Le superfici
equipotenziali. La deduzione del campo elettrico dal potenziale. La
circuitazione del campo elettrostatico.
La distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio
eletrrostatico. Il campo elettrico e il potenziale in un conduttore
all’equilibrio. Il problema generale dell’elettrostatica. La capacità di
un conduttore. Il condensatore. La capacità del condensatore
sferico. Condensatori in serie e parallelo. Energia immagazzinata
in un condensatore. Verso le equazioni di Maxwell.
5 - La corrente
elettrica
continua
L’intensità della corrente elettrica. I generatori di tensione e i circuiti
elettrici. La prima legge di Ohm. I resistori in serie e in parallelo. Le
leggi di Kirchhoff. La trasformazione dell’energia elettrica. La forza
elettromotrice.
Obiettivi minimi
Capire l’interpretazione microscopica della pressione del gas perfetto e il teorema di equipartizione
dell’energia, la velocità quadratica media, la distribuzione di Maxwell e il concetto di energia
interna.
Comprendere la misurazione del calore e l’equazione per il bilancio degli scambi di calore.
Individuare i meccanismi di trasmissione del calore.
Conoscere i cambiamenti di stato e le leggi che li regolano
Comprendere le caratteristiche di un sistema termodinamico.
Distinguere le trasformazioni reali da quelle quasistatiche.
Riconoscere i diversi tipi di trasformazione termodinamica e le loro rappresentazioni grafiche.
Applicare il primo principio della termodinamica nelle trasformazioni isoterme, isocore, isobare,
cicliche.
Comprendere i diversi enunciati del secondo principio della termodinamica.
Distinguere le trasformazioni reversibili e irreversibili.
Comprendere il rendimento di una macchina termica, il teorema di Carnot e il funzionamento della
macchina di Carnot.
Conoscere il funzionamento di un frigorifero.
Conoscere la disuguaglianza di Clausius e comprendere le variazioni di entropia nelle
trasformazioni termiche.
Comprendere la relazione tra la probabilità e l’entropia.
Distinguere i vari tipi di onda e saper individuare le caratteristiche di un’onda in particolare di
un’onda armonica.
Conoscere il principio di sovrapposizione e distinguere le condizioni per l’interferenza costruttiva e
distruttiva.
Distinguere le caratteristiche di un’onda sonora.
Comprendere il concetto di onda stazionaria.
Saper distinguere come intervengono frequenza, lunghezza d’onda e velocità nell’effetto Doppler.
Distinguere tra irradiamento e intensità della radiazione luminosa.
Comprendere l’esperimento di Young e il fenomeno dell’interferenza della luce, in particolare
l’espressione goniometrica della formula per l’interferenza.
Comprendere il fenomeno della diffrazione della luce.
Conoscere il fenomeno dell’emissione e dell’assorbimento della luce.
Distinguere tra elettrizzazione per strofinio, per contatto e per induzione.
Saper applicare la forza di Coulomb e il principio di sovrapposizione.
Calcolare il campo elettrico in prossimità di una carica.
Calcolare la forza agente su una carica posta in un campo elettrico.
Comprendere il significato di linee di campo per rappresentare il campo elettrico prodotto da una
carica o da semplici distribuzioni di cariche.
Conoscere il teorema di Gauss e saperlo applicare per calcolare campi elettrici con particolari
simmetrie.
Comprendere il concetto di energia potenziale e di potenziale elettrico.
Calcolare il potenziale elettrico di una carica puntiforme.
Dedurre il valore del campo elettrico dalla conoscenza locale del potenziale.
Comprendere il significato di campo conservativo e il suo legame con il valore della circuitazione.
Comprendere il concetto di equilibrio elettrostatico e come interviene nella deduzione del campo
elettrico e del potenziale.
Conoscere la capacità di un condensatore piano e come determinare la capacità di condensatori in
serie e in parallelo.
Calcolare l’energia immagazzinata in un condensatore.
Conoscere il significato di corrente elettrica e di intensità di corrente.
Conoscere la prima legge di Ohm e le leggi di Kirchhoff e saperle applicare nella risoluzione di
semplici circuiti con resistori collegati in serie e in parallelo.
Comprendere il significato dell’effetto Joule in un conduttore.
Saper svolgere esercizi di applicazione delle formule studiate e semplici problemi riguardanti le
principali leggi fisiche affrontate.
Metodologia, materiali e strumenti usati
Lezione frontale, uso di esercizi e problemi guida. Verifica e chiarimento delle risoluzioni che gli
studenti hanno provato nel lavoro a casa. Uso di esercizi da svolgere in gruppo. Rendere gli studenti
protagonisti con le loro parole e le loro osservazioni, creare discussioni, far rielaborare le
conoscenze. Far utilizzare i procedimenti logici tipici della disciplina: l’analogia, l’induzione, la
deduzione, il congetturare. Recuperi in itinere quando necessario. Far prendere bene gli appunti, far
suddividere la parte teorica da quella pratica. Far effettuare sintesi teoriche ragionate. Uso di
fotocopie per eventuali riepiloghi teorici o per somministrazione di esercizi di riepilogo su un
determinato argomento.
Eventuale uso di audiovisivi. Uso del laboratorio di Fisica per esperienze riguardanti la
termodinamica, le onde e l’elettrostatica)
Attività di recupero
Adesione al programma di recupero previsto dal Collegio dei Docenti e dal Consiglio di Classe.
Attivazione del recupero mirato in itinere degli argomenti studiati
Verifica e valutazione
Si terrà presente che la valutazione è un processo costante, non solo dei momenti formali in cui si
ha un giudizio esplicito.
Si terrà conto dei livelli di conoscenza e comprensione dei concetti e dei termini propri della
disciplina, delle abilità e competenze raggiunte e della capacità espositiva.
Nella valutazione dell’alunno si terrà conto inoltre dell’impegno e dell’interesse mostrato e del
progresso dai livelli iniziali di preparazione.
periodo
N. DI PROVE E TIPOLOGIA
ORALI
SCRITTE
TRIMESTRE
2
2
PENTAMESTRE
3
3
Ci si avvarrà eventualmente anche di prove scritte per le valutazioni orali, che evidenzieranno
maggiormente quanto fatto proprio e quali attività di recupero siano necessarie. Nelle verifiche
potranno essere presenti oltre agli esercizi tradizionali anche quesiti a risposta multipla e quesiti a
risposta aperta.
Nei colloqui orali la valutazione tenderà alla verifica del raggiungimento degli obiettivi specifici di
quel modulo e avverrà sia tramite interrogazioni alla lavagna che attraverso domande dal posto.
Per la valutazione delle prove scritte si terrà conto (anche nel caso in cui si attribuisca un punteggio
ad ogni quesito) dei seguenti aspetti con i seguenti pesi
Abilità
Conoscenza delle leggi fisiche
Utilizzo di queste ultime nell’ambito di un corretto svolgimento dello specifico quesito
Valutazione dell’ordine di grandezza del risultato previsto
Chiarezza, linearità e uso corretto del linguaggio scientifico
Ottimizzazione della risposta e della strategia di risoluzione
Pesi
4
3
0,5
1,5
1
La verifica del raggiungimento degli obiettivi prefissati potrà avvalersi anche dell’attività di
laboratorio attraverso la valutazione delle relazioni prodotte tenendo conto anche della capacità di
progettazione e della capacità di lavorare in gruppo
Roma
27/10/2016
Il docente