LICEO SCIENTIFICO STATALE “TALETE”
Scheda di programmazione individuale a.s. 2016/ 2017
Materia FISICA Classe 4M
Docente Prof.ssa FRANCESCA CAPODIFERRO
Profilo della classe
La classe è costituita da 19 alunni, di cui uno proveniente da un’altra sezione. La classe risulta partecipativa e
disponibile al dialogo educativo.
Finalità e obiettivi specifici
Coerentemente con le linee programmatiche per il triennio del dipartimento di fisica il corso ha le seguenti
finalità e obiettivi:
Finalità:
In questa fase della vita scolastica lo studio della fisica cura e sviluppa in particolare:
1. la comprensione dei procedimenti caratteristici dell’indagine scientifica, che si articolano in un continuo
rapporto tra costruzione e attività sperimentale;
2. la capacità di reperire informazioni, di utilizzarle in modo autonomo e finalizzato e di comunicarle con un
linguaggio scientifico;
3. la capacità di analizzare e schematizzare situazioni reali e di affrontare problemi concreti, anche al di fuori
dello stretto ambito disciplinare;
4. la capacità di riconoscere i fondamenti scientifici presenti nelle attività tecniche;
5. la consapevolezza delle potenzialità, dello sviluppo e dei limiti delle conoscenze scientifiche;
6. la capacità di cogliere le relazioni tra lo sviluppo delle conoscenze fisiche e quello del contesto umano
storico e tecnologico;
7. la capacità di cogliere l’importanza del linguaggio matematico come potente strumento nella descrizione del
mondo e di utilizzarlo adeguatamente.
Obiettivi :
Alla fine del triennio l’alunno dovrà possedere, sotto l’aspetto concettuale, i contenuti previsti dal programma
ed essere in grado di:
1. inquadrare in un medesimo schema logico situazioni diverse, riconoscendo analogie e differenze, proprietà
varianti e invarianti;
2. collegare le conoscenze acquisite con le implicazioni della realtà quotidiana;
3. riconoscere l’ambito di validità delle leggi scientifiche;
4. conoscere, scegliere e gestire strumenti matematici adeguati e interpretarne il significato fisico;
5. formulare ipotesi di interpretazione dei fenomeni osservati, dedurre conseguenze e proporre verifiche;
6. scegliere tra diverse schematizzazioni esemplificative la più idonea alla soluzione di un problema reale;
7. valutare l’attendibilità dei risultati sperimentali ottenuti;
8. utilizzare il linguaggio specifico della disciplina;
9. comunicare in modo chiaro e sintetico le procedure seguite nelle proprie indagini, i risultati raggiunti e il
loro significato.
Metodi e Strumenti
Lezione frontale
Esperimenti di laboratorio con scrittura di relazioni di laboratorio
Uso del laboratorio di informatica e audiovisivi
Sviluppo dei temi secondo modalità e con un ordine coerenti con gli strumenti concettuali e con le
conoscenze matematiche già in possesso degli studenti o contestualmente acquisite nel corso parallelo di
Matematica.
Verifiche e Criteri di valutazione
Nell’ambito della programmazione del dipartimento di Fisica sono stati condivisi i criteri generali della
valutazione e sono state evidenziate le caratteristiche specifiche della Fisica.
La valutazione globale di Fisica avverrà su tre livelli.
1. Colloquio orale: la valutazione tenderà alla verifica del raggiungimento degli obiettivi specifici di quel
modulo e avverrà sia tramite un’interrogazione tradizionale sia attraverso la partecipazione a dibattiti e
discussioni in classe su opportune domande stimolo.
Nell’ambito delle verifiche orali si intendono constatare: le capacità di sintesi, di collegamento e di riflessione
dell‘alunno; nella valutazione si farà riferimento ai seguenti parametri:
1 ) progresso rispetto ai livelli di partenza;
2) livello cognitivo raggiunto;
3 ) capacità espositiva;
4) interessi e capacità particolari evidenziati;
tali parametri valutativi saranno quantificati nella modalità esplicitata dalla griglia allegata.
2. Attività di laboratorio: verrà effettuata una valutazione delle relazioni prodotte tenendo conto anche della
capacità di progettazione e della capacità di lavorare in gruppo. La valutazione si baserà, oltre che sui risultati
delle verifiche precedentemente descritte, sull’osservazione sistematica:
della partecipazione attiva al dialogo didattico-educativo
della quantità, continuità e qualità del lavoro eseguito a casa.
3. Prova scritta: si ritiene che all’interno del punteggio attribuito ad ogni quesito debbano valutarsi i seguenti
aspetti con i seguenti pesi.
Abilità
Conoscenza delle leggi fisiche
Pesi
3
Utilizzo di queste nell’ambito di un corretto svolgimento dello specifico quesito
2
Valutazione dell’ordine di grandezza del risultato previsto
1
Chiarezza, linearità e uso corretto del linguaggio scientifico
2
Ottimizzazione della strategia di risoluzione
2
Per ogni prova scritta saranno esplicitati alla consegna gli obiettivi che si intendono verificare;
le verifiche scritte di matematica ( almeno 2 per il primo trimestre e almeno 3 per il secondo pentamestre)
saranno sia di tipo sommativo che formativo, costituite da più esercizi indipendenti fra loro;
a ciascun esercizio sarà assegnato un suo punteggio in base alle difficoltà che presenti;
il voto finale si otterrà sommando i punteggi parziali attribuiti in base agli obiettivi da verificare ne
valutando i vari errori nel seguente ordine di importanza:
1 ) concettuale;
2 ) di calcolo;
3 ) imperfezioni;
successivamente le verifiche verranno discusse in classe con ciascun alunno in modo che l‘interessato
possa rendersi conto degli errori commessi.
La valutazione si baserà, oltre che sui risultati delle verifiche precedentemente descritte, sull’osservazione
sistematica:
della partecipazione attiva al dialogo didattico-educativo
della quantità, continuità e qualità del lavoro eseguito a casa.
Attività di recupero e di sostegno
Per le caratteristiche della materia che si sviluppa a. spirale, il recupero avviene costantemente riprendendo
concetti e procedimenti noti, in contesti diversi. La metodologia del lavoro svolto in classe, con una prevalenza
della lezione partecipata, permette un’attività di sostegno in itinere. Per il recupero delle capacità di calcolo e
logiche è importante la correzione in classe sia delle verifiche sia degli esercizi assegnati per casa.
Le attività di recupero saranno programmate ed attuate sulla base dei criteri didattico-metodologici definiti dal
collegio docenti e dai consigli di classe e delle indicazioni organizzative approvate dal consiglio di istituto, in
conformità con quanto previsto dalla normativa in vigore.
Contenuti del percorso formativo
Modulo
Modulo 1
Unità Didattica
1.
La
termodinamica
Il calore e i
cambiamenti di
stato
Temi
Calore e lavoro. Capacità e calore specifico. Il calorimetro. Il
passaggio del calore nella materia (conduzione, convezione,
irraggiamento)
I passaggi tra stati di aggregazione. Fusione,solidificazione,
vaporizzazione e condensazione. Il vapore saturo e la sua
pressione. Condensazione e temperatura critica. La
sublimazione.
2.
Primo
Gli scambi di energia. L’energia interna di un sistema fisico. Il
Principio della principio zero della termodinamica. Trasformazioni reali e quasi
Termodinamica statiche. Il lavoro termodinamico. Primo principio della
termodinamica e sue applicazioni. Calori specifici dei gas
perfetti. La trasformazioni adiabatiche.
3. Secondo
Principio della
Le macchine termiche. Primo enunciato: Lord Kelvin. Secondo
enunciato: Clausius. Terzo enunciato: il rendimento.
Modulo
Unità Didattica
Termodinamica
Modulo 2
Trasformazioni reversibili e irreversibili. Teroema di Carnot.
Ciclo di Carnot. Rendimento di una macchina di Carnot. Il
motore dell’automobile. Il frigorifero.
4. Entropia e
disordine
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.
L’equazione di Boltzmann per l’entropia. Il terzo principio della
termodinamica.
1.
Le onde
elastiche
Le onde. Fronti d’onda e raggi. Le onde periodiche. Le onde
armoniche. L’interferenza. L’interferenza in un piano e nello
spazio.
2.
Il suono
Le onde sonore. Le caratteristiche del suono. I limiti
dell’udibilità. L’eco. Le onde stazionarie. I battimenti. L’effetto
Doppler.
3.
Le onde
luminose
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.
1.
La carica
elettrica e la
Legge di
Coulomb
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.
2.
Il campo
elettrico
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.
3.
Il potenziale
elettrico
L’energia potenziale elettrica. Il potenziale elettrico. Le
superfici equipotenziali. La deduzione del campo elettrico dal
potenziale. La circuitazione del campo elettrostatico.
4.
Fenomeni di
elettrostatica
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
Onde
Modulo 3
Temi
Il campo
elettrico
Modulo
Unità Didattica
Temi
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 Kirchoff. La trasformazione dell’energia
elettrica. La forza elettromotrice.
6.
La corrente
elettrica nei
metalli
I conduttori metallici. La seconda legge di Ohm. La dipendenza
della resistività dalla temperatura. Carica e scarica di un
condensatore. L’estrazione degli elettroni da un metallo
L’effetto Volta. L’effetto termoelettrico e la termocoppia.
7.
La corrente
Le soluzioni elettrolitiche. L’elettrolisi. Le leggi di Faraday per
elettrica nei
l’elettrolisi. Le pile e gli accumulatori. La conducibilità nel gas.
liquidi e nei gas I raggi catodici.
8.
La forza
magnetica
Prime evidenze sperimentali.
Saperi minimi
Obiettivi Finali
Consolidare e approfondire le conoscenze sui principi della termodinamica. Comprendere il modello fisico di onda,
in particolare per rappresentare i fenomeni acustici e luminosi. Comprendere il significato delle grandezze introdotte
per la descrizione dei fenomeni dell’elettrostatica. Saper fornire esempi semplici tratti dalla realtà quotidiana in
relazione ai concetti fondamentali della fisica.
Obiettivi Intermedi
Apprendere a:
1. Individuare le variabili significative dei fenomeni analizzati in classe
2. Risolvere problemi semplici
3. Sapere gestire equazioni contenenti le grandezze fisiche fondamentali
4. Saper descrivere semplici esperimenti con linguaggio scritto e/o orale adeguato
Contenuti
MODULO
Modulo 1:
I principi
della
termodinami
ca
Unità didattica
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, adiabatiche e cicliche.
1.I principi della Comprendere i diversi enunciati del secondo principio della
termodinamica termodinamica.
Distinguere tra 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.
2.Entropia e
disordine
1.Le onde
elastiche
Modulo 2:
2.Il suono
Onde
3.Le onde
luminose
Modulo 3:
Il campo
elettrico
Obiettivi relativi al sapere e al saper fare
1.La legge di
Coulomb e il
campo elettrico
Conoscere la disuguaglianza di Clausius e comprendere le
variazioni di entropia nelle trasformazioni termodinamiche, in
particolare per un sistema isolato.
Comprendere la relazione tra probabilità ed 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
trigonometrica delle formule per l’interferenza.
Comprendere il fenomeno della diffrazione della luce.
Conoscere il fenomeno dell’emissione e dell’assorbimento della
luce.
Conoscere i metodi di elettrizzazione e il significato di carica
elementare.
Saper applicare la forza di Coulomb e il principio di
sovrapposizione.
Calcolare il campo elettrico in prossimità di una carica o di
semplici distribuzioni di cariche.
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
principali campi elettrici con particolari simmetrie.
2.Il potenziale
elettrico
3.Fenomeni di
elettrostatica
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.
CRITERI DI VALUTAZIONE PER LE VERIFICHE ORALI
CONOSCENZE
CAPACITA’
COMPETENZE
Rifiuto di acquisire e/o di Non verificabili
sostenere la verifica
Non verificabili
VALUTAZIONE IN
DECIMI
1-2
Quasi nulle
Non sa applicare
conoscenze
le Non si orienta anche se
guidato
3
Sommarie, frammentarie,
limitate a pochi argomenti
e non corrette dei
contenuti
Non sa applicare le Si orienta poco, anche se
conoscenze,
usa
un guidato e non riesce ad
linguaggio improprio e effettuare collegamenti e/o
approssimativo
a compiere sintesi; scarsa
consequenzialità logica
4
Superficiali; errori nella
terminologia, non sempre
distingue i contenuti e li
collega fra loro in modo
frammentario
Incerto: ha bisogno di
guida;
applica
le
conoscenze in modo
meccanico e ripetitivo;
usa un linguaggio poco
5
Ha difficoltà nel compiere
sintesi semplici
e nella comprensione dei
concetti, nonché
rigoroso e non chiaro
nell’effettuare
collegamenti disciplinari.
Conosce e comprende i Riesce
a
compiere Compie analisi e semplici
contenuti essenziali
semplici applicazioni dei sintesi solo se
contenuti;
usa
un
guidato;
rielabora
linguaggio per lo più
parzialmente i contenuti;
chiaro e corretto
mostra qualche incertezza
nei collegamenti.
6
Ha
una
conoscenza Sa applicare i contenuti a
discreta, ma non
diversi
contesti
con
parziale autonomia;usa un
approfondita dei contenuti
linguaggio
disciplinari
chiaro e appropriato;
applica
con
consapevolezza; utilizza
un linguaggio corretto
Compie analisi e sintesi
semplici;
rielabora
autonomamente
i
contenuti; presenta discrete
capacità
di
effettuare
collegamenti disciplinari
e/o
interdisciplinari.
Elabora
con
poche
incertezze
7
Collega fra loro ed
applica a diversi contesti i
Ha
una
conoscenza
contenuti acquisiti; usa un
completa e approfondita
linguaggio rigoroso e
dei contenuti
chiaro
Compie
autonome
operazioni di analisi e di
sintesi;
sa
esprimere
giudizi argomentati e
rielaborare criticamente i
contenuti. Elabora con
sicurezza
Applica autonomamente
le conoscenze ricercando
Complete, approfondite,
diverse
soluzioni,
è
arricchite
da
originale nelle soluzioni;
approfondimnti personali
utilizza un linguaggio
rigoroso,
chiaro
e
pertinente
Rielabora
in
modo
personale e critico i
contenuti appresi; effettua
sintesi
anche
interdisciplinari;
ha
raggiunto autonomia e
correttezza argomentativa
nella
formulazione dei
giudizi.
Elabora
con
padronanza
8
9-10
PROGRAMMA DI FISICA
a.s. 2016/ 2017 Classe 4M
Docente Prof.ssa FRANCESCA CAPODIFERRO
Libro di testo: Ugo Amaldi “L’Amaldi per i licei scientifici.blu 1” Meccanica e termodinamica
Zanichelli
Ugo Amaldi “L’Amaldi per i licei scientifici.blu 2”
Onde. Campo elettrico e
magnetico Zanichelli
Primo Periodo
Modulo 1: La termodinamica
Unità 1: Il calore e i cambiamenti di stato
Lavoro, calore e temperatura – La misurazione del calore – Le sorgenti di calore e il potere calorifico Conduzione e convezione – L’irraggiamento – L’effetto serra – Passaggi tra stati d’aggregazione – La fusione e
la solidificazione – La vaporizzazione e la condensazione – Il vapore saturo e la sua pressione – La
condensazione e la temperatura critica – Il vapore d’acqua nell’atmosfera
Unità 2: Il primo principio della termodinamica
Gli scambi di energia tra un sistema e l’ambiente – Le proprietà dell’energia interna di un sistema –
Trasformazione reali e trasformazioni quasistatiche – Il lavoro termodinamico – L’enunciato del primo
principio della termodinamica – Applicazione del primo principio – I calori specifici del gas perfetto – Le
trasformazioni adiabatiche.
Unità 3: Il secondo principio della termodinamica
Le macchine termiche – Primo enunciato: Lord Kelvin – Secondo enunciato: Rudolf Clausius – Terzo
enunciato: il rendimento – Trasformazioni reversibili e irreversibili – Il teorema di Carnot – Il ciclo di Carnot –
Il rendimento della macchina di Carnot – Il motore dell’automobile – Il frigorifero.
Unità 4: Entropia e disordine
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 stati microscopici – L’equazione di Boltzmann per l’entropia – Il terzo principio della
termodinamica.
Modulo 2: Le onde
Unità 1: Le onde meccaniche
I moti ondulatori – Fronti d’onda e raggi – Le onde periodiche – Le onde armoniche – L’interferenza –
L’interferenza in un piano e nello spazio – La diffrazione.
Unità 2: Il suono
Le onde sonore – Le caratteristiche del suono – La riflessione delle onde e l’eco – La risonanza e le onde
stazionarie – I battimenti – L’effetto Doppler.
Secondo Periodo
Unità 3: Fenomeni luminosi
Onde e corpuscoli – Le onde luminose e i colori – L’energia della luce – Le grandezze fotometriche – Il
principio di Huygens – La riflessione e la diffusione della luce – La rifrazione della luce – Angolo limite e
riflessione totale – L’interferenza della luce e l’esperimento di Young – La diffrazione della luce – Il reticolo di
diffrazione.
Modulo 3: Il campo elettrico
Unità 1: La carica elettrica e la legge di Columb
L’elettrizzazione per strofinio – I conduttori e gli isolanti – La definizione operativa della carica elettrica – La
legge di Coulomb – L’esperimento di Coulomb – La forza di Coulomb nella materia – L’elettrizzazione per
induzione – La polarizzazione degli isolanti.
Unità 2: Il campo elettrico
Il vettore campo elettrico – Il campo elettrico di una carica puntiforme – Le linee del campo elettrico – Il flusso
di un campo vettoriale attraverso una superficie – Il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss – Il campo
elettrico di una distribuzione piana e infinita di carica – Altri campi elettrici con particolari simmetrie –
Dimostrazione delle formule relative ai campi elettrici con particolari simmetrie.
Unità 3: Il potenziale elettrico
L’energia potenziale elettrica – Il potenziale elettrico e la differenza di potenziale – Le superfici equipotenziali
– Il calcolo del campo elettrico dal potenziale – La circuitazione del campo elettrico.
Unità 4:Fenomeni di elettrostatica
Conduttori in equilibrio elettrostatico: la distribuzione della carica – Conduttori in equilibrio elettrostatico: il
campo elettrico e il potenziale – Il problema generale dell’elettrostatica – La capacità di un conduttore – Sfere
conduttrici in equilibrio elettrostatico – Il condensatore – I condensatori in parallelo e in serie – L’energia
immagazzinata in un condensatore – Verso le equazioni di Maxwell.
Unità 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 – L’effetto Joule: trasformazione di energia elettrica in
energia interna – La forza elettromotrice e la resistenza interna di un generatore di tensione.
Unità 6:La corrente elettrica nei metalli
I conduttori metallici – La seconda legge di Ohm e la resistività – Applicazioni della seconda legge di Ohm –
La dipendenza della resistività dalla temperatura – Carica e scarica di un condensatore – L’estrazione degli
elettroni da un metallo – L’effetto Volta – L’effetto termoelettrico.
Unità 7:La corrente elettrica nei liquidi e nei gas
Le soluzioni elettrolitiche – L’elettrolisi – Le leggi di Faraday per l’elettrolisi – Le pile e gli accumulatori – La
conduzione elettrica nei gas – I raggi catodici.
Unità 8:Fenomeni magnetici fondamentali
La forza magnetica e le linee del campo magnetico – Forze tra magneti e correnti – Forze tra correnti –
L’intensità del campo magnetico – La forza magnetica su un filo percorso da corrente – Il campo magnetico di
un filo percorso da corrente – Il campo magnetico di una spira di un solenoide – Il motore elettrico –
L’amperometro e il voltmetro
Unità 9:Il campo magnetico
La forza di Lorentz – Forza elettrica e magnetica – Il moto di una carica in un campo magnetico uniforme –
Applicazioni sperimentali del moto delle cariche nel campo magnetico – Il flusso del campo magnetico – La
circuitazione del campo magnetico – Un’applicazione del teorema di Ampere – Le proprietà magnetiche dei
materiali – Il ciclo di isteresi magnetica – Verso le equazioni di Maxwell.
Roma, 2 novembre 2016
Prof.ssa Capodiferro Francesca
