Programmazione del docente – Sergio Del Maschio – A. S. 2012-2013 – 5C – Fisica
Mete educative: obiettivi didattici definiti come conoscenze, competenze e capacità da raggiungere
Conoscenze
Conoscenza dei principali fenomeni di elettrostatica.
Conoscenza del concetto di campo, in particolare di campo elettrico e di campo magnetico.
Conoscenza di grandezze fisiche elettrostatiche e di leggi caratterizzanti il campo elettrico.
Conoscenza del concetto di corrente elettrica, in particolare di corrente continua, e di fenomeni e grandezze fisiche
ad essa inerenti.
Conoscenza del concetto di campo magnetico statico, delle interazioni di tipo magnetico e delle loro leggi, di
fenomeni e grandezze fisiche correlati.
Conoscenza dei fenomeni di induzione elettromagnetica e delle leggi che li descrivono.
Conoscenza di una formulazione semplificata delle equazioni di Maxwell in forma integrale e del concetto di onda
elettromagnetica.
Competenze
Saper descrivere un fenomeno fisico.
Saper analizzare un fenomeno fisico individuando gli elementi che lo caratterizzano.
Saper osservare e descrivere fenomeni naturali e interpretarli in termini di leggi fisiche.
Saper citare applicazioni ad altri campi della scienza o della tecnologia dei fenomeni studiati.
Saper ricavare relazioni fisiche di interesse, a partire da altre assunte come fondamentali o note.
Saper menzionare e ricavare equazioni che definiscano le unità di misura dell’elettromagnetismo.
Capacità
Capacità di esporre sinteticamente le proprie conoscenze, con terminologia pertinente e corretta.
Capacità di utilizzare schemi e grafici per esprimere concetti fisici.
Capacità di cogliere nessi interdisciplinari.
Finalità e obiettivi didattici specifici della disciplina (concordati nella riunione del dipartimento di
matematica e fisica)
Fisica- classe quinta: obiettivi comuni
Conoscenze
Competenze di primo livello
Competenze di secondo livello
a)
b)
c)
d)
a)
b)
a)
b)
c)
d)
Conoscere i termini e le definizioni operative
Conoscere il concetto di campo
Conoscere le leggi fisiche fondamentali dell’elettromagnetismo.
Saper enunciare e descrivere una legge fisica.
Saper
riconoscere
relazioni
fra
grandezze
(elettromagnetismo,elementi di fisica del XX secolo)
Analizzare dati sperimentali.
fisiche
Conoscenza generale della teoria di Maxwell
Risolvere esercizi (elettromagnetismo)
Utilizzare il linguaggio adeguato
PNI: Uso degli strumenti del laboratorio di fisica e stesura di una
relazione
Fisica- classe quinta: obiettivi minimi
1
Conoscenze
a)
b)
c)
d)
Conoscere i termini e le definizioni operative
Conoscere il concetto di campo
Conoscere le leggi fisiche fondamentali dell’elettromagnetismo.
Competenze di primo livello
Saper enunciare e descrivere una legge fisica.
Saper riconoscere relazioni fra grandezze fisiche (elettromagnetismo)
Competenze di secondo livello
Risolvere esercizi semplici di applicazione delle conoscenze
Contenuti disciplinari, spazi e tempi indicativi di realizzazione
Con riferimento al testo in adozione, salvo diversa indicazione. Gli argomenti che il testo presenta come “Fisica
quotidiana” saranno talvolta accennati ma non saranno oggetto di verifica; potrebbero essere lo spunto per
approfondimenti personali da parte degli studenti per le “tesine” d'esame di stato, così come il paragrafo 20.7 p.
627. Non saranno sempre svolti gli esempi numerici indicati dal testo (su fondo grigio) ma altri, in concomitanza
con la risoluzione di esercizi (da parte del docente o degli studenti).
Cap. 19. Forze elettriche e campi elettrici (settembre-ottobre)
19.1. L'origine dell'elettricità: L'unità di misura della carica elettrica;
19.2 Oggetti carichi e forza elettrica. La conservazione della carica elettrica.
19.3 Conduttori e isolanti.
19.4 Elettrizzazione per contatto e per induzione. Polarizzazione. Appunti: elettroscopio, elettroforo di Volta.
Polarizzazione del dielettrico: per distorsione e per orientamento.
19.5 La legge di Coulomb. La forza che cariche puntiformi esercitano fra loro. Analogie con la legge di gravitazione
universale. Appunti: esempio numerico: rapporto fra la forza elettrostatica e la forza di gravità fra un protone e
un elettrone. Il principio di sovrapposizione (illustrato grazie a problema 10 p. 301).
19.6 Il campo elettrico. Dall'azione a distanza al concetto di campo elettrico. Definizione di campo elettrico.
Sovrapposizione di campi elettrici. Condensatori piani (svolto dopo sottoparagrafo di p. 583 “Il campo elettrico
all'interno di un condensatore piano”. L'esperimento di Millikan (svolto al termine del cap. 20, presentato anche
filmato PSSC),
19.7 Linee di forza del campo elettrico. Tracciare le linee di forza: problema 21 p. 19 e proposta di soluzione con
applet http://www.cco.caltech.edu/~phys1/java/phys1/EField/EField.html
19.8 Il campo elettrico all'interno di un conduttore. Schermatura.
19.9 Il teorema di Gauss. Il flusso del campo elettrico. Teorema d gauss e legge di Coulomb.
19.10 Campi elettrici generati da distribuzioni simmetriche di cariche. Il campo elettrico di un guscio
uniformemente carico. Appunti: il campo elettrico prodotto da una lastra piana infinita, uniformemente carica.
Il campo elettrico all'interno di un condensatore piano ( e ritorno a p. 583).
Cap. 20 Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico (novembre – dicembre)
20.1 Energia potenziale in un campo elettrico. Energia potenziale in un campo elettrico uniforme. Energia potenziale
di un sistema di cariche.
20.2 Il potenziale elettrico. La differenza di potenziale elettrico. L'elettronvolt. La conservazione dell'energia.
20.3 La differenza di potenziale elettrico di una carica puntiforme. Potenziale di un sistema di cariche.
20.4 Le superfici equipotenziali e la loro relazione con il campo elettrico.. Relazione tra superfici equipotenziali e
linee di forza. Relazione fra potenziale e campo elettrico.
20.5 La circuitazione del campo elettrico. La circuitazione di un campo vettoriale. La circuitazione del campo
elettrostatico.
20.6 Condensatori e dielettrici. La capacità di un condensatore. La costante dielettrica relativa. La forza di Coulomb
nella materia. La capacità di un condensatore a facce piane e parallele. L'energia immagazzinata in un condensatore.
La misura del rapporto q/m nell'elettrone (esperienza di Thomson)
2
Cap. 21 Circuiti elettrici (gennaio – febbraio)
21.1 Forza elettromotrice e corrente elettrica. Generatori di tensione e forza elettromotrice. La corrente elettrica. La
corrente elettrica nei metalli. Il verso della corrente elettrica.
21.2 Le leggi di Ohm. La prima legge di Ohm. La seconda legge di Ohm. (Nota: l'esempio 2 p. 645 è fuorviante
perché comunemente le lampadine a incandescenza NON seguono la legge di Ohm!) La seconda legge di Ohm.
La dipendenza della resistività dalla temperatura. I supercondutori.
21.3 La potenza elettrica. Potenza elettrica. Effetto Joule.
21.4 Connessioni in serie. Resistori in serie.
21.5 Connessioni in parallelo. Resistori in parallelo.
21.6 Circuiti con resistori in serie e in parallelo.
21.7 La resistenza interna.
21.8 Le leggi di Kirchoff. La prima legge di Kirchoff. La seconda legge di Kirchoff. Appunti: potenza sviluppata in
un utilizzatore in funzione di resistenza interna e resistenza dell'utilizzatore, la potenza massima.
21.9 Le misure di corrente e di differenza di potenziale (ripreso al termine del cap. 22)
21.10 Condensatori in parallelo e in serie.
21.11 I circuiti RC (rivisto a fine anno dopo aver introdotto l'integrazione a matmatica) . Carica di un condensatore.
Scarica di un condensatore.
21.12 La corrente elettrica nei liquidi (cenni)
21.13 Sicurezza ed effetti fisiologici della corrente elettrica.
Cap. 22 Interazioni magnetiche e campi magnetici (marzo)
22.1 Interazioni magnetiche e campo magnetico. I magneti. Il campo magnetico. Il campo magnetico terrestre.
22.2 La forza di Lorentz. Una definizione operativa di campo magnetico.
22.3 Il moto di una carica in un campo magnetico. Il moto di una carica in un campo elettrico e in un campo
magnetico. Il selettore di velocità. Il lavoro su una carica in moto in un campo elettrico e in un campo magnetico.
Traiettorie circolari. Lo spettrometro di massa.
22.4 La forza magnetica su un filo percorso da corrente,
22.5 Il momento torcente su una spira percorsa da corrente. Il momento magnetico di una spira. Il motore elettrico.
22.6 Campi magnetici prodotti da correnti. Il campo magnetico generato da un filo percorso da corrente. Legge di
Biot-Savart. Forze magnetiche fra correnti. Definizioni di ampere coulomb nel Sistema Internazionale. Una
spira di corrente. Il solenoide.
22.7 Il teorema di Gauss per il campo magnetico. il flusso del campo magnetico. Il teorema di Gauss.
22.8 Il teorema di Ampère. La circuitazione del campo magnetico. Il teorema di Ampère. Il campo magnetico di un
filo percorso da corrente.
22.9 I materiali magnetici. Ferromagnetismo. Magnetismo indotto.
Cap. 23 Induzione elettromagnetica (aprile)
23.1 Forza elettromagnetica indotta e correnti indotte.
23.2 La f. e. m. indotta in un conduttore in moto. F.e.m. cinetica. F.e.m. cinetica ed energia.
23.3 La legge dell'induzione elettromagnetica di Faraday-Neumann F.e.m. cinetica e flusso magnetico. La legge
dell'induzione elettromagnetica di Faraday-Neumann. Il salvavita.
23..4 La legge di Lenz. Il microfono a bobina mobile e a magnete mobile. La legge di Lenz e la conservazione
dell'energia. Correnti di Foucault.
23.5 Mutua induzione e autoinduzione. Mutua induzione. Autoinduzione. L'induttanza di un solenoide. L'energia
immagazzinata in un solenoide.
23.6 L'alternatore e la corrente alternata. La corrente alternata. Potenza e valori efficaci in corrente alternata (dopo
calcolo integrale).
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23.10 Il trasformatore (cenni).
Cap. 24 Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche (fine maggio).
24.1 Le equazioni dei campi elettrostatico e magnetostatico.
24.2 Campi che variano nel tempo. Il teorema di Ampère generalizzato. La corrente di spostamento.
24.3 Le equazioni di Maxwell. La previsione dell'esistenza di onde elettromagnetiche. La velocità della luce.
24.4 Le onde elettromagnetiche. La generazione di onde elettromagnetiche. I campi lontano dall'antenna emettitrice.
Andamento temporale di un'onda elettromagnetica.
24.5 Lo spettro elettromagnetico. Onde radio. Microonde. Radiazioni infrarosse. Radiazione visibile o luce.
Radiazioni ultraviolette. Raggi X. Raggi gamma. Onde o particelle?
Metodi
Le lezioni sono di tipo frontale. Nella presentazione di ogni argomento, avrà ampio rilievo la descrizione
preliminare, qualitativa, dei fenomeni fisici che si intendono studiare. La trattazione sarà poi sempre
formalizzata matematicamente, nel modo più rigoroso consentito dalle conoscenze degli allievi; la maggior parte
delle formule saranno ricavate (escluse ovviamente le leggi fondamentali, dedotte dall’esperienza). Ampio
spazio viene dato alle domande degli studenti.
Mezzi e strumenti
Materiale cartaceo
Il testo in adozione: Cutnell, J. D., Johnson, K. W., Fisica – Elettromagnetismo e fisica moderna, Zanichelli
Fotocopie (anche diffuse per posta elettronica) per approfondimenti o osservazioni particolari, materiale di
laboratorio.
Esperienze di laboratorio
Saranno svolte solo se il laboratorio sarà effettivamente disponibile per due ore consecutive e se sarà possibile
avvalersi di un assistente per l'allestimento. In linea di massima, potrebbero riguardare:
1. Legge di Ohm (di gruppo, condotta dagli studenti);
2. Fenomeni magnetici ed esperienza di Oersted (dimostrativa, condotta dal docente);
3. Moto di cariche elettriche in un tubo a vuoto sotto l’azione di un campo elettrico o di un campo magnetico
(dimostrativa, condotta dal docente) (esperienza di Thomson)
4. Induzione elettromagnetica (esperienze di Faraday) e correnti parassite (dimostrativa, condotta dal docente).
Filmati didattici e siti Internet
Se disponibili mezzi multimediali funzionanti e accessibili a scuola, le lezioni saranno arricchite da proiezioni o
visita di siti Internet di sicuro valore didattico; altrimenti, gli studenti saranno invitati a utilizzare/visionare il
materiale multimediale personalmente a casa, previa una breve introduzione in classe da parte del docente.
Filmati PSSC: La legge di Coulomb. L'esperienza di Millikan.
Siti Internet: esperienze dimostrative dei fenomeni essenziali; applet esplorative di situazioni complesse dal punto di
vista fisico matematico riguardanti campo elettrico e campo magnetico. La lista dettagliata sarà acclusa nella
programmazione finale; gli studenti riceveranno i link anche per posta elettronica.
Strumenti e criteri di valutazione
Il raggiungimento di obiettivi di conoscenze, competenze e capacità di ogni alunno sarà testato nelle seguenti
circostanze: (per ogni quadrimestre) due prove scritte e un colloquio. Tali prove avranno le seguenti
caratteristiche.
Prove scritte: se svolte nel contesto di prove multidisciplinari a emulazione della terza prova scritta d'esame di Stato,
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saranno della tipologia stabilita dal consiglio di classe, altrimenti consisteranno nella risoluzione di un semplice
problema numerico, in una “verifica di concetti” (situazione problematica che non richiede necessariamente l'uso
di calcoli) e nella trattazione sintetica di un argomento, sulla falsa riga della tipologia A / B della terza prova
scritta d'esame.
Colloqui: saranno svolti alla fine dei due quadrimestri, su tutti gli argomenti trattati, e avranno anche l'obiettivo di
abituare gli studenti a una situazione analoga al colloquio d'esame.
La valutazione si basa su: conoscenze, pertinenza, completezza, esattezza delle risposte; chiarezza espositiva e
sobrietà di linguaggio; precisione nel riportare schemi o grafici; correttezza delle unità di misura, capacità di
individuare strategie risolutive.
Infine, si ricorda che i voti attribuiti si conformano alla seguente griglia approvata dal collegio docenti e reperibile
nel Piano dell'offerta formativa dell'istituto:
CRITERI COMUNI PER L'ESPRESSIONE DELLA VALUTAZIONE
Giudizio
Obiettivo
Risultato
Ha prodotto un lavoro nullo o solo iniziato
Non raggiunto
Scarso
Ha lavorato in modo molto parziale e disorganico, con gravi
Gravemente
Non raggiunto
errori, anche dal punto di vista logico
insufficiente
Ha lavorato in modo parziale con alcuni errori o in maniera
Solo parzialmente
Insufficiente
completa con gravi errori
raggiunto
Ha lavorato complessivamente:
• in maniera corretta dal punta di vista logico e
Sufficientemente
cognitivo, ma imprecisa nella forma o nella coerenza
Sufficiente
raggiunto
argomentativa o nelle conoscenze
• in maniera corretta ma parziale
Ha lavorato in maniera corretta, ma con qualche imprecisione dal
punto di vista della forma o delle conoscenze
Ha lavorato in maniera corretta e completa dal punto di vista della
forma e delle conoscenze
Ha lavorato in maniera corretta e completa, con rielaborazione
personale e critica delle conoscenze
Mestre, 20 ottobre 2012
Voto
1-2
3-4
5
6
Raggiunto
Discreto
7
Pienamente raggiunto
Buono / Ottimo
8-9
Pienamente raggiunto
Eccellente
10
L'insegnante
Sergio Del Maschio
5
