a. s. 2015 – 2016
Classe 4EA
Programma svolto di Fisica
Termologia e termodinamica Elementi di calorimetria e termometria, calore specifico e capacità
termica, calcolo della temperatura di equilibrio. Passaggi di stato e calori latenti. Conduzione
termica e Legge di Fourier. Irraggiamento del corpo nero e legge di Stefan. Costante solare.
Gas perfetto, legge di Boyle, leggi di Gay-Lussac, legge di Avogadro e deduzione dell’equazione di
stato. Trasformazioni sul piano di Clapeyron. In breve, teoria cinetica dei gas e deduzione
microscopica dell’equazione di stato. Introduzione alla Termodinamica, calcolo del lavoro e del
calore. Principio zero. Primo principio ed espressione dell’energia interna per un gas perfetto.
Formula di Mayer. Applicazioni del primo principio e dell’equazione di stato per lo studio delle
trasformazioni reversibili di un gas perfetto: isovolumiche, isobare, isoterme, adiabatiche.
Macchine termiche e ciclo di Carnot, rendimento. Secondo principio ed entropia. Enunciato di
Kelvin, di Clausius, teorema di Carnot, disuguaglianza di Clausius. Espansione libera di Joule. Cenno
al significato microscopico dell’entropia e al terzo principio della termodinamica.
Onde, acustica e ottica
Richiami sul moto armonico. Generalità sulle onde, vibrazioni di una
corda, onde sinusoidali, teorema di Fourier. Parametri tipici di un’onda. Introduzione al suono, alla
luce e confronto fra di essi. Suono e sue proprietà. Onde stazionarie. Natura della luce. Leggi
dell’ottica geometrica. Ottica ondulatoria: interferenza ed esperienza di Young, diffrazione,
polarizzazione. Luce naturale e luce laser.
Elettrostatica Cariche elettriche e relativa fenomenologia. Elettrizzazione di un corpo. Conduttori
e isolanti. Legge di Coulomb. Introduzione di ε0. Principio di sovrapposizione. Conservazione locale
e quantizzazione della carica elettrica. Polarizzazione dei dielettrici, introduzione di ε r. Nozione di
campo in generale, linee di campo. Definizione operativa di campo elettrico. Campo elettrico
generato da una carica puntiforme e da un dipolo. Teorema di Gauss e suo legame con la legge di
Coulomb. Campo elettrico generato da una distribuzione omogenea di cariche, lineare, piana o
sferica. Campo elettrico di un condensatore piano. Richiamo sulle forze conservative. Carattere
conservativo della forza di Coulomb, circuitazione del campo elettrico. Energia potenziale
elettrostatica e potenziale elettrico. Superfici equipotenziali. Potenziale elettrico di una carica
puntiforme e nel condensatore piano. Campo e potenziale elettrici per conduttori carichi
all’equilibrio. Capacità elettrica di un conduttore, in particolare sferico, e di un condensatore
piano. Condensatori in serie e in parallelo. Energia elettrostatica.
Corrente elettrica continua Corrente elettrica continua, intensità di corrente. Circuito elettrico,
generatore. Conduzione elettrica nei metalli, prima e seconda legge di Ohm, resistenza e
resistività. Vettore densità di corrente. Effetto Joule. Forza elettromotrice e resistenza interna di
un generatore. Resistenza equivalente, collegamento di resistenze in serie ed in parallelo, e
applicazioni. Effetto Joule. Descrizione microscopica della conduzione nei metalli, velocità di deriva
e velocità termica degli elettroni. Semiconduttori. Superconduttori. Lavoro di estrazione di un
elettrone da un metallo. Cenno circuiti R - C.
L’insegnante
Luca Superti
Lavoro estivo:
lettura almeno della prima metà del testo: Einstein – Infeld L’evoluzione della Fisica Boringhieri
