LICEO SCIENTIFICO STATALE “G. MORGAGNI” - ROMA
PROGRAMMA SVOLTO di FISICA
Casse IV B
a.s. 2014/2015
Prof.ssa Elisabetta Crosta
PROGRAMMA SVOLTO
Modulo1: Onde, suono, luce
U.D.OSL1: L’oscillatore armonico.
Definizione e proprietà del moto circolare uniforme: periodo, frequenza, traiettoria, velocità tangenziale,
accelerazione centripeta, velocità angolare. Definizione e proprietà del moto armonico: periodo, frequenza,
pulsazione, rappresentazione grafica, leggi del moto armonico (s,t; v,t; a,t) con dimostrazione e rappresentazione
grafica. Definizione e proprietà dell’oscillatore armonico, nel caso di molla orizzontale con appesa massa m:
leggi del moto (s,t; v,t; a,t) con dimostrazione e rappresentazione grafica, dimostrazione della formula della
pulsazione ω = k / m e periodo, grafico dell’energia meccanica rispetto alla posizione, dimostrazione della
conservazione dell’energia meccanica. Oscillatore armonico con molla verticale e sua posizione di equilibrio.
U.D.OSL2: Le onde.
Definizione di onda. Onde meccaniche ed elettromagnetiche. Onde longitudinali e trasversali. Onde elastiche.
Fronti e raggi d’onda. Onde periodiche. Lunghezza d’onda, ampiezza, periodo, frequenza, velocità di
propagazione. Onde armoniche, loro proprietà, grafici y,t e y,x.
U.D.OSL3: Le proprietà di onde, suono e luce.
Diffrazione (definizione generale, applicazioni: onde in un ondoscopio, onde sonore, luce), Principio di
Huygens. Interferenza (Principio di sovrapposizione, interferenza costruttiva e distruttiva, dimostrazione della
formula per l’interferenza di onde armoniche su una retta, onde in fase e in opposizione di fase, condizioni per
l’interferenza costruttiva o distruttiva di onde piane, applicazioni: onde in un ondoscopio, onde sonore, luce).
Riflessione (definizione generale e leggi della riflessione, applicazioni: onde su una corda, onde in un
ondoscopio, suono ed eco, riflessione e diffusione della luce). Rifrazione (definizione generale e leggi della
rifrazione, applicazioni: suono, rifrazione e riflessione totale della luce). Dispersione della luce.
U.D.OSL4: Il suono.
Onde sonore e proprietà. Caratteristiche del suono: altezza, intensità, timbro. Intensità sonora, livello di intensità
sonora. Limiti di udibilità. Eco. Effetto Doppler con dimostrazione (sorgente ferma e ricevitore in movimento,
sorgente in movimento e ricevitore fermo). Onde stazionarie, modi normali e armoniche con dimostrazione.
Risonanza. Battimenti con dimostrazione della formula. Cenni agli strumenti musicali a corda e fiato.
U.D.OSL5: La luce.
Modello corpuscolare e modello ondulatorio, ottica geometrica e ottica fisica. Cenni sulle grandezze
radiometriche (irradiamento, intensità di radiazione) e fotometriche (intensità luminosa, flusso luminoso,
illuminamento). Interferenza della luce ed esperimento di Young con dimostrazione, espressioni goniometriche
delle condizioni per interferenza costruttiva o distruttiva. Diffrazione della luce ed espressione goniometrica
della condizione per avere frange buie. Brevissimi cenni ai reticoli di diffrazione. Cenni su colori e lunghezza
d’onda, emissione ed assorbimento della luce.
Modulo2: Sintesi di Termologia, Calorimetria e Termodinamica
(Questo modulo è stato trattato in modo estremamente sintetico, con svolgimento di pochi esercizi relativi esclusivamente al Primo e
Secondo principio della Termodinamica, perché questi argomenti non erano stati trattati negli anni precedenti)
U.D.T1: La Termologia.
Definizione di temperatura, scala Celsius e scala Kelvin. Dilatazione lineare e volumica dei solidi. Dilatazione
volumica dei liquidi. Trasformazioni e leggi dei gas: Prima e Seconda Legge di Gay-Lussac, Legge di Boyle.
Gas perfetti e loro equazione di stato.
U.D.T2: La Calorimetria.
Calore e lavoro, mulinello di Joule. Capacità termica, calore specifico, potere calorifico. Cenni alle forme di
propagazione del calore.
U.D.T3: Il modello microscopico della materia.
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Moto browniano e modello microscopico della materia. Interpretazione microscopica delle grandezze
macroscopiche pressione e temperatura. Zero assoluto. Energia interna dei gas.
U.D.T4: I passaggi di stato.
Stati della materia. Calore latente di fusione e interpretazione microscopica. Gas e vapore.
U.D.T5: Il primo principio della termodinamica.
Scambi di energia. Energia interna di un sistema fisico. Principio zero della termodinamica. Trasformazioni reali
e quasistatiche. Lavoro termodinamico. Primo principio della termodinamica e sue applicazioni in varie
trasformazioni: isobare, isocore, isoterme, adiabatiche, cicliche.
U.D.T6: Il secondo principio della termodinamica.
Macchine termiche, sorgenti ideali di calore, bilancio energetico di una macchina termica. Enunciati di Kelvin e
Clausius del secondo principio della termodinamica. Rendimento e terzo enunciato del secondo principio della
termodinamica. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Cenni su: Teorema di Carnot, ciclo di Carnot,
rendimento di una macchina di Carnot.
U.D.T7: Entropia e disordine.
Disuguaglianza di Clausius e definizione di entropia e principali proprietà. Entropia di un sistema isolato e di un
sistema non isolato. Entropia e freccia del tempo. Entropia dell’Universo e teoria della morte termica. Quarto
enunciato del secondo principio della termodinamica. Secondo principio dal punto di vista molecolare:
dall’energia ordinata all’energia disordinata, macrostati e microstati, molteplicità di un macrostato, equazione di
Boltzmann per l’entropia. Terzo principio della termodinamica.
Modulo3: Campo elettrico
U.D.CE1: La carica elettrica e la legge di Coulomb.
Elettrizzazione per strofinio, contatto e mediante induzione elettrostatica. Conduttori e isolanti. Elettroscopio.
Elettroforo di Volta. Forza di Coulomb nel vuoto e nella materia. Differenze ed analogie tra forza elettrica e
forza gravitazionale. Principio di sovrapposizione.
U.D.CE2: Il campo elettrico.
Vettore campo elettrico. Campo elettrico di una carica puntiforme e di una distribuzione di più cariche
puntiformi, principio di sovrapposizione. Linee di campo. Flusso del vettore campo elettrico. Teorema di Gauss
per il campo elettrico, con dimostrazione. Campo elettrico generato da una distribuzione piana infinita di carica
con dimostrazione. Cenni ai campi elettrici di un filo indefinito carico, di un guscio sferico carico, di una sfera
carica (interno ed esterno).
U.D.CE3: Il potenziale elettrico.
Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico. Potenziale di una carica puntiforme e di una distribuzione di
cariche puntiformi. Moto spontaneo di cariche in campo elettrico, con dimostrazione. Superfici equipotenziali.
Perpendicolarità delle linee di campo alle superfici equipotenziali. Deduzione del campo elettrico dal potenziale,
con dimostrazione. Circuitazione del campo elettrostatico.
U.D.CE4: Fenomeni di elettrostatica.
Gabbia di Faraday. Campo elettrico e potenziale dei conduttori in equilibro elettrostatico, con dimostrazione.
Teorema di Coulomb. Potere delle punte. Capacità di un conduttore. Condensatori e loro proprietà. Capacità di
un condensatore. Condensatori in serie e parallelo e loro Ceq, con dimostrazione. Energia immagazzinata in un
condensatore (formula).
U.D.CE5: La corrente elettrica continua.
(Questa U.D. è stata trattata sinteticamente, con pochissimi esercizi, negli ultimi giorni dell’a.s. e non è stata oggetto di valutazione)
Definizione di corrente e di intensità di corrente elettrica. Corrente continua. Generatori e circuiti elettrici. Prima
legge di Ohm. Resistori in serie e parallelo, con loro Req e dimostrazione. Effetto Joule e potenza dissipata, con
dimostrazione. Cenni a Leggi di Kirchhoff e forza elettromotrice.
Roma, lì ……………………………..
Prof.ssa Elisabetta Crosta
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