programma di scienze - Liceo Scientifico Guido Castelnuovo

PROGRAMMA DI SCIENZE
Liceo Scientifico G. Castelnuovo
Classe V sez. F
a. s. 2013/2014
Prof.ssa Mazzi Stefania
ASTRONOMIA
 LA SFERA CELESTE
La sfera celeste come sistema di riferimento. Punti di riferimento sulla sfera celeste.
Coordinate equatoriali ed altazimutali. Astri e costellazioni. Modificazioni giornaliere e
stagionali della sfera celeste: stelle occidue e circumpolari. Gli strumenti dell’astronomia:
telescopi a rifrazione e a riflessione, radiotelescopi. L’analisi spettrale: spettri continui e
discontinui, a righe in emissione e in assorbimento.
 LE STELLE
Le distanze astronomiche. Luminosità e magnitudine delle stelle. Il metodo delle Cefeidi.
Massa, colore e temperatura di una stella (solo la legge di Wien). Classificazione spettrale
delle stelle. Diagramma H-R. Spazio interstellare: materia interstellare e nebulose.
L'evoluzione delle stelle. Nascita, fase di stabilità e fasi finali della vita delle stelle: nane
bianche, nane nere, novae, giganti e supergiganti rosse, supernovae, stelle di neutroni,
pulsar e buchi neri.
 LE GALASSIE E L’UNIVERSO
Struttura della Via Lattea. Ammassi stellari, globulari e aperti. Classificazione delle
galassie, galassie attive e quasar. Ammassi e superammassi di galassie. Origine ed
evoluzione dell’Universo. Legge di Hubble. Teoria classica del Big Bang. Prova definitiva
dell'espansione: la radiazione cosmica di fondo. Teoria dell’Universo Stazionario. Il futuro
dell’Universo. Materia oscura ed energia oscura.
 IL SISTEMA SOLARE
Origine del Sistema Solare. Il Sole e la sua struttura interna. L’atmosfera solare: fotosfera
e cromosfera. L’attività solare e il ciclo solare. Caratteristiche generali dei pianeti terrestri e
gioviani. Le leggi che regolano il moto dei pianeti: le leggi di Keplero e la legge di
gravitazione universale di Newton. I corpi minori del Sistema Solare: pianeti nani,
asteroidi, comete, meteore e meteoriti.
 LA TERRA
Forma e dimensioni del pianeta Terra. Prove a favore della sfericità della Terra. La Terra
non è perfettamente sferica. Ellissoide di rotazione e geoide. Sistemi di riferimento:
reticolato geografico e coordinate geografiche. Coordinate polari. Determinazione della
latitudine in base all’altezza della Stella Polare e del Sole. Determinazione della
longitudine. La misura del tempo: giorno siderale, giorno solare e giorno solare medio.
Tempo civile e fusi orari. La linea del cambiamento di data. Moto di rotazione:
caratteristiche, prove (esperienza di Guglielmini e di Focault) e conseguenze (movimento
apparente della sfera celeste e del Sole, variazione dell'accelerazione di gravità con la
latitudine, legge di Ferrel, l'alternarsi del dì e della notte). Moto di rivoluzione:
caratteristiche, prove (aberrazione stellare annua) e conseguenze (alternanza delle
stagioni, differente durata del dì e della notte, diversa altezza del Sole, esistenza delle
zone astronomiche, diversa durata del giorno sidereo e di quello solare, moto apparente
del Sole attraverso le costellazioni dello zodiaco). Moti millenari: la precessione lunisolare, la precessione degli equinozi e le nutazioni.
 LA LUNA
Caratteristiche generali. Goemorfologia e struttura interna della Luna. Moti della Luna:
rotazione, rivoluzione e traslazione. Conseguenze dei moti del sistema Terra-Luna:
variazione della posizione della Luna sullo sfondo celeste. Fasi lunari. Differenza tra mese
lunare e mese sidereo. Eclissi di Sole e di Luna. Ipotesi sull’origine della Luna.
SCIENZE DELLA TERRA
 I MATERIALI DELLA TERRA
Sistema Terra e sfere della Terra. Composizione chimica della crosta terrestre. Minerali:
cella elementare, reticolo cristallino e abito cristallino. Genesi e caratteristiche dei minerali.
Struttura e forma dei cristalli. Solidi amorfi. Polimorfismo e isomorfismo nei minerali.
Proprietà fisiche dei minerali. Classificazione dei minerali. I silicati: nesosilicati, sorosilicati,
ciclosilicati, inosilicati, fillosilicati e tectosilicati. Silicati femici e sialici. Minerali non silicatici:
elementi nativi, solfuri, aloidi, ossidi e idrossidi, carbonati e solfati.
I processi di formazione delle rocce. Il processo magmatico, sedimentario e metamorfico.
Il ciclo litogenetico.
Rocce magmatiche. Classificazione delle rocce magmatiche in base alle condizioni di
solidificazione (rocce intrusive, effusive ed ipoabissali) e in base al contenuto in silice
(rocce acide, neutre, basiche, ultrabasiche). Genesi dei magmi: pressione litostatica,
temperatura, presenza di acqua. Dualismo dei magmi: magma primario e magma
secondario. Plutoni e batoliti. Corpi ipoabissali: filoni-strato, laccoliti, dicchi.
Rocce sedimentarie: origine delle rocce sedimentarie. Processo sedimentario:
degradazione meteorica delle rocce , fisica e chimica , trasporto e sedimentazione.
Diagenesi: compattazione e cementazione. Classificazione delle rocce sedimentarie:
rocce sedimentarie clastiche, organogene e chimiche.
Rocce metamorfiche: processo metamorfico, temperatura e pressione. Tipi di
metamorfismo: metamorfismo di contatto, cataclastico e regionale. Caratteristiche
strutturali delle rocce metamorfiche: struttura granulare, cataclastica, milonitica, scistosa e
occhiadina.
 ATTIVITA’ VULCANICA
Vulcani: diapiri magmatici, meccanismo eruttivo, lava e magma. Attività vulcanica
esplosiva e prodotti piroclastici. Meccanismo di caduta gravitativa, meccanismo di flusso
piroclastico, meccanismo di ondata basale. Attività vulcanica effusiva. Eruzioni centrali.
Edifici vulcanici (a scudo e strato-vulcani) e strutture laviche ( duomi di lava, protrusioni
solide, strutture a fessurazione colonnare, neck). Caldere. Eruzioni lineari: plateaux
basaltici e ignimbritici. Vulcanismo secondario: fumarole, solfatare, soffioni boraciferi,
geyser e sorgenti termali. Distribuzione geografica dei vulcani sulla Terra. Vulcani italiani:
Etna, Stromboli, Vulcano, Vesuvio, vulcani sottomarini. L’Isola di Ferdinandea. Il rischio
vulcanico.
 GEOLOGIA STRUTTURALE
Comportamento elastico e plastico delle rocce. Fattori che influenzano la deformazione
delle rocce. Deformazioni rigide: fratture e faglie. Faglie dirette, inverse e trascorrenti.
 ATTIVITA’ SISMICA
Terremoti: origine e teoria del rimbalzo elastico. Onde sismiche. Epicentro ed ipocentro.
Sismografi e sismogrammi. Intensità e magnitudo dei terremoti. Scala Mercalli e Scala
Richter. Le isosisme. Distribuzione geografica dei terremoti sulla Terra. Previsione
deterministica e statistica dei terremoti. Rischio sismico. Prevenzione.
 L’INTERNO DELLA TERRA
Onde sismiche e struttura interna della Terra: superfici di discontinuità, riflessioni e
rifrazioni delle onde sismiche. Crosta (continentale e oceanica), mantello, nucleo esterno e
nucleo interno. Litosfera, astenosfera e mesosfera. Isostasia. Calore interno della Terra,
flusso di calore, origine del calore interno della Terra, correnti convettive nel mantello.
Campo magnetico terrestre: intensità, declinazione magnetica e inclinazione magnetica.
Ipotesi sull'origine del campo magnetico terrestre cenni).
 DINAMICA DELLA LITOSFERA
Teorie fissiste. Teoria della deriva dei continenti e prove a favore. Morfologia dei fondali
oceanici: dorsali oceaniche e fosse oceaniche. Sedimenti oceanici. Studi di
paleomagnetismo, migrazione apparente dei poli magnetici, inversioni di polarità.
Espansione dei fondali oceanici. Anomalie magnetiche. Struttura delle dorsali oceaniche:
rift valley e faglie trasformi. Età delle rocce del fondale.
 TETTONICA DELLE PLACCHE E OROGENESI
Teoria della tettonica delle placche. Fenomeni sismici e tettonica a placche. Margini di
placca. Caratteristiche generali delle placche: composizione e morfologia, dinamica.
Margini continentali. Formazione degli oceani. Sistemi arco-fossa. Punti caldi, l'esempio
delle Isole Hawai. Il meccanismo che muove le placche. Orogenesi: collisione crosta
oceanica-crosta continentale, collisione crosta continentale-crosta continentale,
accrescimento crostale.
Schede e letture di approfodimento “Telescopi spaziali: da Hubble e Planck”.
“L'astronomo dilettante.” “Effetto Doppler e redshift.” “ La posizione dei pianeti.” “Il
modello geocentrico .” “Il modello eliocentrico.” “Riflessioni e rifrazioni delle onde
sismiche”. “Le proprietà magnetiche dei minerali”. “Energia geotermica in Italia”
Firenze, 15 maggio 2014
L’insegnante
Stefania Mazzi
Rappresentanti degli studenti