Docente: Francesco BALSAMO
LICEO SCIENTIFICO STATALE
" A. EINSTEIN "
PALERMO
Programma di FISICA
Classe: IV F
Anno scolastico: 2015- 2016
LA CARICA ELETTRICA E LA LEGGE DI COULOMB
Conduttori, isolanti e semiconduttori – La carica elettrica e la sua definizione operativa – Natura
duale della carica elettrica – Quantizzazione della carica elettrica – Convenzione di segno –
Elettrizzazione di un conduttore e di un isolante – Elettrizzazione per strofinio, per contatto, per
induzione – Polarizzazione di un dielettrico - Legge di Coulomb – Esperimento di Coulomb – La forza di
Coulomb nel vuoto e nella materia – Costante dielettrica assoluta del vuoto e di un dielettrico – Costante
dielettrica relativa.
IL CAMPO ELETTRICO
Il concetto di campo – Forze a distanza – Deformazione dello spazio che circona una causa
perturbatrice – Il vettore campo elettrico – Il campo elettrico di una carica puntiforme – Le linee di
campo (o linee di forza) – Campo elettrico di più cariche puntiformi – Il principio di sovrapposizione degli
effetti – Proprietà delle linee di campo del vettore E – Il flusso del vettore campo elettrico attraverso
una superficie – Casi particolari – Il flusso del vettore campo elettrico attraverso una superficie chiusa
e il teorema di Gauss – Campi elettrici generati da distribuzioni di cariche lineari, superficiali,
volumetriche – Campo elettrico generato da una distribuzione piana infinita di carica con densità
superficiale uniforme – Altri campi elettrici con particolari simmetrie – Significato geometrico e fisico
del teorema di Gauss.
IL POTENZIALE ELETTRICO
Campi conservativi – Natura conservativa del campo elettrostatico – Energia potenziale
elettrostatica U – La scelta del punto di riferimento a U = 0 – Il potenziale elettrostatico – Energia
potenziale e potenziale associato a un sistema di cariche – Linee e superfici equipotenziali: caso del
campo relativo a una carica puntiforme e di un campo uniforme – La deduzione del campo elettrico dal
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potenziale – La circuitazione del campo elettrostatico – Il teorema della circuitazione per il campo
elettrostatico.
FENOMENI DI ELETTROSTATICA
La distribuzione delle cariche nei conduttori in equilibrio elettrostatico – Il campo elettostatico e
il potenziale in un conduttore all’equilibrio – Il problema generale dell’elettrostatica – Potere delle punte
in un conduttore carico – La capacita di un conduttore isolato – Sfere in equilibrio elettrostatico – Il
condensatore elettrico – Capacità di un condensatore elettrico (definizione) – Capacità di un
condensatore piano e sua dipendenza dalle caratteristiche geometriche e fisiche – Capacità di un
condensatore sferico – il condensatore come dipolo elettrico – Condensatori in serie e in parallelo –
Calcolo della capacità equivalente – Reti capacitive – L’energia elettrostatica immagazzinata in un
condensatore – Densità volumetrica di energia elettrostatica – carica e scarica di un condensatore –
Applicazioni dei condensatori – Il condensatore come serbatoio di energia.
LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA
L’intensità della corrente elettrica – I generatori di tensione e i circuiti elettrici – La prima legge
di Ohm – Resistenza e conduttanza elettrica – I resistori – I reostati – Resistori in serie e in parallelo –
Calcolo della resistenza equivalente – Conduttori ohmici – Le due leggi di Kirchhoff – Conservazione
della carica – Effetto Joule – Effetto termico della corrente elettrica – La forza elettromotrice di un
generatore – Generatori di tensione ideali e reali – Resistenza interna di un generatore
LA CORRENTE ELETTRICA NEI METALLI
I conduttori metallici – Conduttori e semiconduttori – La seconda legge di Ohm – La resistività di
una sostanza – Spiegazione microscopica del concetto di resistività – I resistori variabili e i
potenziometri – La dipendenza della resistività dalla temperatura – La superconduttività – Carica e
scarica di un condensatore - Rendimento di carica di un condensatore – L’estrazione degli elettroni da
un metallo - Effetto Volta – L’effetto termoelettrico e la termocoppia.
LE ONDE ELASTICHE
Generalità sulle onde elastiche – Fronti d’onda e raggi – Le onde impulsive e le onde periodiche –
Le onde armoniche – Perturbazione e propagazione di essa – Onde trasversali e onde longitudinali –
Periodo, frequenza, pulsazione, velocità di propagazione – Lunghezza d’onda – Interferenza di onde
armoniche - L’interferenza in un piano e nello spazio – Formule di prostaferesi – Interferenza
costruttiva e interferenza distruttiva.
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IL SUONO
Le onde sonore – Le caratteristiche del suono – I limiti dell’udibilità e l’eco – Le onde stazionarie –
I modi normali di oscillazione – I battimenti - L’effetto Doppler – Applicazioni.
LE ONDE LUMINOSE
La luce – Natura ondulatoria e natura corpuscolare – Energia trasmessa da un’onda luminosa –
Ottica geometrica – Le leggi della riflessione e della rifrazione- Densità ottica di un materiale e sua
classificazione mediante gli indici di rifrazione assoluti e relativi – Legge di Snell – Riflessione totale –
Irradiamento e intensità di radiazione – Angolo solido – Le grandezze fotometriche soggettive:
intensità luminosa, flusso luminoso, illuminamento – Natura ondulatoria della luce – Interferenza di onde
luminose – Interferenza costruttiva e disruptiva – Formule di prostaferesi – Esperienza di Young e sua
analisi geometrica – Interferenza causata da una doppia fenditura – Frange luminose e frange oscure –
Analisi goniometrica - Diffrazione delle onde luminose - Diffrazione da una fenditura – I colori e la
lunghezza d’onda, dall’infrarosso all’ultravioletto - L’emissione e l’assorbimento della luce.
FENOMENI MAGNETICI FONDAMENTALI
I magneti naturali – La magnetite – Le forze magnetiche e le linee di campo magnetico – Genei e
cause delle forze magnetiche – Analogie e differenze tra forze elettrostatiche e forze magnetiche – La
velocità delle cariche e le forze magnetiche – I poli magnetici – Rotazionalità delle linee di campo
magnetico – Forze tra magneti e fili percorsi da corrente: Esperienze di Oerstedt e di Faraday – Forze
tra conduttori percorsi da corrente: esperienza di Ampère – La forza magnetica su un filo percorso da
corrente immerso in un campo magnetico – Natura vettoriale di un campo magnetico – Definizione del
vettore campo magnetico B – Il campo magnetico generato da una corrente in un filo rettilineo
indefinito (legge di Biot-Savart) – Definizione dell’Ampère – Spira circolare percorsa da corrente –
Calcolo del vettore B sul suo asse e in particolare nel centro – Solenoide e sue caratteristiche fisiche –
Il solenoide ideale - Campo magnetico B generato da una corrente su un solenoide ideale.
Palermo, giugno 2016
Gli alunni
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L'insegnante
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(Prof. Francesco BALSAMO)
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