ISTITUTO STATALE di ISTRUZIONE SUPERIORE “VINCENZO MANZINI” Piazza IV Novembre – 33038 SAN DANIELE DEL FRIULI (UD) PIANO DI LAVORO DEL DOCENTE – prof.ssa TIZIANA DOLSO A.S. 2015/2016 CLASSE: 5ALS MATERIA:FISICA Modulo n. 1 Elettrostatica Collocazione temporale: settembre-ottobre Competenze generali e d’asse culturale: come esplicitate nel Piano di Lavoro di classe Strategie didattiche: di codifica, adattiva, d’attenzione selettiva, interattiva Raccordo interdisciplinare: no Collegamento con attività integrative: no Abilità Conoscenze e concetti Saper confrontare la forza elettrica e la forza gravitazionale. Saper determinare le forze di interazione tra cariche elettriche. Determinare le caratteristiche del campo elettrico generato da una o più cariche elettriche e da distribuzioni piane uniformemente cariche. Calcolare il flusso del campo elettrico per diverse configurazione di cariche elettriche. Determinare l’energia potenziale elettrica di una configurazione di cariche elettriche. Determinare il potenziale elettrico di una configurazione di cariche elettriche. Determinare la differenza di potenziale tra due punti in un campo elettrico. Calcolare il lavoro di un campo elettrico su una particella carica. Determinare la capacità di un condensatore, di un condensatore piano vuoto e con materiale dielettrico. Determinare la capacità di collegamenti di condensatori. Determinare l’energia immagazzinata da un condensatore o da un collegamento di condensatori. Risolvere problemi su campo elettrico, potenziale elettrico, condensatori. La legge di Coulomb, nel vuoto e nella materia. Il campo elettrico e le linee di forza. Il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss. Densità superficiale di carica. Forze conservative e forze non conservative, energia potenziale elettrica. Il potenziale elettrico e la differenza di potenziale. Condensatore, condensatore piano, capacità, materiale dielettrico. Collegamenti di condensatori: in serie e in parallelo. Energia potenziale elettrica del condensatore. Modulo n. 2 Materiali Il libro di testo. Esercizi tratti da altri libri di testo. La calcolatrice scientifica. LIM. La funzione “Didattica” del registro elettronico. La corrente elettrica e i circuiti in corrente continua Collocazione temporale: novembre - dicembre ISTITUTO STATALE di ISTRUZIONE SUPERIORE “VINCENZO MANZINI” Piazza IV Novembre – 33038 SAN DANIELE DEL FRIULI (UD) Competenze generali e d’asse culturale: come esplicitate nel Piano di Lavoro di classe Strategie didattiche: di codifica, adattiva, d’attenzione selettiva, interattiva Raccordo interdisciplinare: con matematica (uso della derivata prima per il calcolo della corrente elettrica) Collegamento con attività integrative: no Abilità Conoscenze e concetti Determinare la carica elettrica e la corrente elettrica che attraversa un conduttore. Determinare differenze di potenziale, resistenze e intensità di corrente per conduttori ohmici. Calcolare la resistività di materiali differenti. Calcolare la potenza elettrica. Risolvere circuiti elettrici. Descrivere il processo di carica e di scarica di un condensatore. Risolvere circuiti RC. L’intensità di corrente elettrica. Generatori ideali e reali di tensione, forza elettromotrice. La prima legge di Ohm, resistori, resistenze, conduttori ohmici e non ohmici. Collegamenti di resistenze: resistenze in serie e resistenze in parallelo. La seconda legge di Ohm, resistività. La potenza elettrica, l’effetto Joule, le leggi di Joule. Le leggi di Kirchhoff. La resistenza interna di un generatore reale di tensione. I circuiti RC, processi di carica e scarica del condensatore, costante di tempo capacitiva. Modulo n. 3 Materiali Il libro di testo. Esercizi tratti da altri libri di testo. La calcolatrice scientifica. LIM. La funzione “Didattica” del registro elettronico. Il campo magnetico Collocazione temporale: dicembre Competenze generali e d’asse culturale: come esplicitate nel Piano di Lavoro di classe Strategie didattiche: di codifica, adattiva, d’attenzione selettiva, interattiva Raccordo interdisciplinare: no Collegamento con attività integrative: no Abilità Determinare la forza magnetica in diversi contesti. Analizzare il moto di una particella carica all’interno di un campo magnetico uniforme. Applicare la legge di Biot-Savart e il teorema di Ampere. Risolvere problemi sul campo magnetico. Saper distinguere tra sostanze paramagnetiche, diamagnetiche e ferromagnetiche. Conoscenze e concetti Il campo magnetico. La forza di Lorentz. Effetti di un campo magnetico uniforme su un filo percorso da corrente e su una spira di corrente, momento meccanico. Il moto delle cariche in un campo magnetico. Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente, la legge di Biot-Savart. Interazione tra fili percorsi da corrente. La circuitazione del campo magnetico, corrente concatenata, il teorema di Materiali Il libro di testo. Esercizi tratti da altri libri di testo. La calcolatrice scientifica. LIM. La funzione “Didattica” del registro elettronico. ISTITUTO STATALE di ISTRUZIONE SUPERIORE “VINCENZO MANZINI” Piazza IV Novembre – 33038 SAN DANIELE DEL FRIULI (UD) Ampère. Spire di corrente e solenoidi. Il magnetismo nella materia. Modulo n. 4 Induzione elettromagnetica Collocazione temporale: gennaio - febbraio Competenze generali e d’asse culturale: come esplicitate nel Piano di Lavoro di classe Strategie didattiche: di codifica, adattiva, d’attenzione selettiva, interattiva Raccordo interdisciplinare: no Collegamento con attività integrative: no Abilità Conoscenze e concetti Descrivere e interpretare esperimenti che mostrino il fenomeno dell’induzione elettromagnetica. Faraday e la legge di Lenz. Calcolare il flusso di un campo magnetico e le sue variazioni, calcolare correnti e forze elettromotrici indotte. Determinare l’induttanza di un solenoide. Determinare l’energia associata ad un campo magnetico. Illustrare le implicazioni delle equazioni di Maxwell nel vuoto. Calcolare le grandezze caratteristiche delle onde elettromagnetiche piane. Applicare il concetto di trasporto di energia di un’onda elettromagnetica. Collegare le caratteristiche dell’onda con quelle del mezzo di propagazione. Descrivere lo spettro continuo ordinato in frequenza e in lunghezza d’onda. Illustrare gli effetti e le principali applicazioni delle onde elettromagnetiche in funzione della lunghezza d'onda e della frequenza. Risolvere problemi sull’induzione elettromagnetica e sulle onde elettromagnetiche. Forza elettromotrice indotta, corrente indotta. Il flusso del campo magnetico, il teorema di Gauss per il campo magnetico. La legge di induzione di Faraday, flusso concatenato. La legge di Lenz. Forza elettromotrice cinetica. Mutua induzione e autoinduzione, forza controelettromotrice e corrente autoindotta. L’espressione generale della forza di Lorentz. Corrente di spostamento. Il teorema di Ampère generalizzato. La corrente di spostamento. Le equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche piane e loro proprietà. La polarizzazione delle onde elettromagnetiche. L’energia e l’impulso trasportato da un’onda elettromagnetica. Cenni sulla propagazione delle onde elettromagnetiche nei mezzi isolanti, costante dielettrica e indice di rifrazione. Lo spettro delle onde elettromagnetiche. La produzione delle onde elettromagnetiche. Le applicazioni delle onde elettromagnetiche nelle varie bande di frequenza. Materiali Il libro di testo. Esercizi tratti da altri libri di testo. La calcolatrice scientifica. LIM. La funzione “Didattica” del registro elettronico. ISTITUTO STATALE di ISTRUZIONE SUPERIORE “VINCENZO MANZINI” Piazza IV Novembre – 33038 SAN DANIELE DEL FRIULI (UD) Modulo n. 5 Relatività ristretta Collocazione temporale: marzo Competenze generali e d’asse culturale: come esplicitate nel Piano di Lavoro di classe. Strategie didattiche: di codifica, adattiva, d’attenzione selettiva, interattiva Raccordo interdisciplinare: no Collegamento con attività integrative: no Abilità Conoscenze e concetti Applicare le relazioni sulla dilatazione dei tempi e contrazione delle lunghezze. Utilizzare le trasformazioni di Lorentz. Applicare la legge di addizione relativistica delle velocità. Risolvere problemi di cinematica e dinamica relativistica. Dalla relatività galileiana alla relatività ristretta. I postulati della relatività ristretta. Tempo assoluto e simultaneità degli eventi. Dilatazione dei tempi e contrazione delle lunghezze: evidenze sperimentali. Trasformazioni di Lorentz. Legge di addizione relativistica delle velocità; limite non relativistico: addizione galileiana delle velocità. La conservazione della quantità di moto relativistica. Massa ed energia in relatività. Modulo n. 6 Meccanica quantistica Materiali Il libro di testo. Esercizi tratti da altri libri di testo. La calcolatrice scientifica. LIM. La funzione “Didattica” del registro elettronico. Collocazione temporale: aprile - maggio Competenze generali e d’asse culturale: come esplicitate nel Piano di Lavoro di classe. Strategie didattiche: di codifica, adattiva, d’attenzione selettiva, interattiva Raccordo interdisciplinare: no Collegamento con attività integrative: no Abilità Illustrare il modello del corpo nero e interpretarne la curva di emissione in base al modello di Planck. Applicare le leggi di StefanBoltzmann e di Wien. Applicare l’equazione di Einstein dell’effetto fotoelettrico. Illustrare e applicare la legge dell’effetto Compton. Calcolare le frequenze emesse per transizione dai livelli dell’atomo di Bohr. Calcolare la lunghezza d’onda di una particella. Descrivere la condizione di Conoscenze e concetti L’emissione di corpo nero e l’ipotesi di Planck. L’esperimento di Lenard e la spiegazione di Einstein dell’effetto fotoelettrico. L’effetto Compton. Modello dell'atomo di Bohr e interpretazione degli spettri atomici. L’esperimento di Franck – Hertz. Lunghezza d’onda di De Broglie. Dualismo onda-particella. Limiti di validità della descrizione classica. Diffrazione/Interferenza degli elettroni. Materiali Il libro di testo. Esercizi tratti da altri libri di testo. La calcolatrice scientifica. LIM. La funzione “Didattica” del registro elettronico. ISTITUTO STATALE di ISTRUZIONE SUPERIORE “VINCENZO MANZINI” Piazza IV Novembre – 33038 SAN DANIELE DEL FRIULI (UD) quantizzazione dell'atomo di Bohr usando la relazione di De Broglie. Calcolare l’indeterminazione quantistica sulla posizione/quantità di moto di una particella. Interpretare qualitativamente esperimenti di interferenza e diffrazione di particelle. Il principio di indeterminazione.