Programma di fisica della classe 5 sez. E
Liceo Scientifico "R. Caccioppoli" a.s. 2014/2015
Docente: Adele Cimmino
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Magnetismo ed elettromagnetismo
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Campi magnetici e correnti
Il campo magnetico. La forza di Lorentz. Il vettore di induzione magnetica. Moto di una carica
in un campo magnetico. Il flusso di un campo magnetico. Esperienza di Oersted. Legge della
circuitazione di Ampère. Interazione fra campi magnetici e correnti. Campo magnetico generato
da un filo rettilineo e da un solenoide percorsi da corrente. Forza di interazione tra due fili
paralleli percorsi da corrente. Definizione di ampere. Spire di corrente e momento magnetico
torcente.
Motori elettrici. Proprietà magnetiche della materia: sostanze diamagnetiche,
paramagnetiche e ferromagnetiche.
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Induzione elettromagnetica
Legge di Faraday-Lenz. La circuitazione del campo elettrico. Extra correnti di apertura e di
chiusura. Autoinduzione. Induttanza di un solenoide. Generatori elettrici. Mutua induzione. Il
trasformatore. Energia del campo magnetico. Paradosso di Maxwell. Corrente di spostamento.
La sintesi dei fenomeni elettromagnetici: le equazioni di Maxwell. Le onde elettromagnetiche.
Energia e quantità di moto delle onde elettromagnetiche. Pressione di radiazione. Spettro delle
onde elettromagnetiche. Polarizzazione della luce. Legge di Malus. Angolo di Brewster.
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Fisica quantistica
L'ipotesi atomica. Il moto browniano. I raggi catodici e la scoperta dell'elettrone. Esperienza di
Thomson per la determinazione del rapporto carica/massa dell'elettrone. Esperienza di Millikan.
Raggi X. Modelli atomici di Thomson e di Rutherford. Spettri a righe. Serie di Balmer
dell'atomo di idrogeno. Spettro di radiazione del corpo nero. Crisi della fisica classica. Ipotesi di
Planck. Ipotesi di Einstein sulla quantizzazione della luce: i fotoni. L'effetto fotoelettrico.
Quantizzazione dell'azione. L'effetto Compton. Modello di Bohr dell'atomo di idrogeno.
Lunghezza d'onda di De Broglie.
Dualismo onda-particella. Livelli energetici dell'atomo di Bohr. Righe spettrali dell'atomo di
idrogeno. La funzione d'onda in meccanica quantistica e sua interpretazione in termini di
probabilità. Sovrapposizione degli stati quantistici. Cenni all'equazione di Schrödinger. Cenni
alla teoria quantistica dell'atomo di idrogeno: i numeri quantici. Il principio di indeterminazione
di Heisenberg.
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Relatività
Incompatibilità tra la relatività galileiana e le leggi dell'elettromagnetismo. I postulati della
relatività ristretta. Funzionamento dell'orologio a luce. Dilatazione degli intervalli temporali.
Definizione di intervallo di tempo proprio. Relatività della simultaneità. La contrazione delle
lunghezze: definizione di lunghezza propria. Le trasformazioni di Lorentz. Composizione
relativistica delle velocità. Espressioni relativistiche della massa, della quantità di moto e
dell'energia cinetica. Energia a riposo. Equivalenza massa-energia. Invarianti relativistici.
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L'insegnante
Gli alunni
