Liceo Scientifico G. Galilei – Macerata

Liceo Scientifico G. Galilei – Macerata Anno Scolastico 2011 - 2012
Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
Liceo Scientifico G. Galilei – Macerata
Anno Scolastico 2011 - 2012
Contratto Formativo Individuale
Classe 4
Sez. G
Materia: FISICA
Docente: ANGELO ANGELETTI
1. ANALISI DELLA CLASSE
Sono più che sufficienti.
Conoscenze
Generalmente più che sufficienti
Competenze
Comportamento socia- Comportamento sociale adeguato. Comportamento di lavoro accettabile
le e di lavoro
I prerequisiti richiesti sono: tutti i moduli e le unità didattiche svolte negli anni passati: in particolare i moduli sulla termologia e sull’ottica svolti nel secondo anno. Risulta che mediamente i prerequisiti richiesti sono in possesso di tutti degli alunni.
2. MODULI PROPOSTI PER L’ANNO SCOLASTICO 2010-2011
Quadro riassuntivo
TITOLO MODULO
Termodinamica
Onde e oscillazioni
OBIETTIVI FONDAMENTALI
Descrive le leggi dei gas perfetti
Enunciare il primo principio della termodinamica
Calcolare lavoro, calore e energia interna nelle trasformazioni isoterme,
isocore, isobare, adiabatiche
Enunciare il secondo Principio della Termodinamica: enunciati di Clausius e i Kelvin
Enunciare il concetto di entropia
Calcolare l’entropia nelle trasformazioni isoterme, isocore, isobare, adiabatiche.
Descrivere anche matematicamente le caratteristiche dei moti periodici in
particolare del moto armonico semplice
Definire l’energia potenziale elastica e scrivere la legge di conservazione
dell’energia
Definire ampiezza, periodo, frequenza e intensità per un’onda
Enunciare e descrivere, anche matematicamente, i fenomeni di: riflessione, rifrazione, sovrapposizione
Descrivere l’effetto Doppler non relativistico
Enunciare i principi fondamentali dell’ottica fisica
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Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
Elettromagnetismo
Descrivere la fenomenologia elementare dell’elettrostatica
Enunciare la legge di Coulomb
Definire il campo elettrico
Enunciare il teorema di Gauss e dimostrarlo nel caso di una carica
puntiforme e di una superficie sferica
Enunciare il teorema di Coulomb
Descrivere anche matematicamente il moto di una carica in un campo
elettrico uniforme
Definire l’energia potenziale e il potenziale elettrici e superfici
equipotenziali
Calcolare il lavoro, l’energia potenziale e il potenziale per un campo
elettrico uniforme e per il campo elettrico generato da una carica
puntiforme
Descrivere un condensatore piano e calcolarne la capacità anche in sistemi in serie e in parallelo
Dimostrare la relazione che esprime l’energia accumulata in un condensatore
N.B. “Risolvere problemi” ovvero “Applicare le definizioni e i principi enunciati” è un obiettivo trasversale a tutti i moduli.
3. STRATEGIE E STRUMENTI DIDATTICI
( barrare - X -la voce interessata)
Strategie didattiche
Strumenti
Lezione frontale
Lezione dialogata
Relazioni
Lavori di gruppo
Discussioni guidate
Mappe concettuali
Libro di testo
Materiale fornito dal docente
Materiali multimediali
Laboratorio di Fisica
Laboratorio di informatica
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Libro di testo: J. CUTNELL, K. JOHNSON: FISICA – ONDE; TERMOLOGIA; ELETTROMAGNETISMO + CDROM
Altri materiali didattici prodotti dal docente sono reperibili alla pagina internet:
http://www.angeloangeletti.it/materiali_liceo.htm
2
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Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
4. ARTICOLAZIONE DEI CONTENUTI E DEGLI OBIETTIVI
SECONDO MODULI O UNITÀ DIDATTICHE
MODULO 1 – UNITA’ DIDATTICA 1
Settembre – ottobre 2011
Titolo:
Termodinamica: Leggi dei gas
Contenuti:
Modello di gas perfetto
Trasformazioni termodinamiche: isoterme, isocore, isobare, adiabatiche
Leggi dei gas: prima legge di Gay-Lussac; seconda legge di Gay-Lussac; legge di Boyle
Equazione di stato dei gas perfetti
Teoria cinetica dei gas perfetti
Obiettivi:
Dedurre le leggi dei gas dai dati sperimentali
Descrivere le trasformazioni termodinamiche: isoterme, isocore, isobare, adiabatiche
Enunciare le leggi dei gas
Descrivere le caratteristiche di un gas perfetto e dimostrarne l’equazione di stato
Determinare l’energia cinetica media delle particelle di un gas perfetto
Definire e calcolare la velocità quadratica media delle particelle di un gas perfetto
Esprimere pressione e temperatura di un gas perfetto in funzione dell’energia cinetica media delle
particelle che lo compongono
Saperi essenziali
(Concetti, conoscenze e competenze irrinunciabili per l’apprendimento nei moduli o u.d. successivi e che costituiscono il nucleo comune essenziale dei contenuti sviluppati nel modulo o u.d. )
Concetto di gas perfetto come approssimazione di un gas reale
Equazione di stato dei gas perfetti
Natura statistica delle leggi dei gas
Significato fisico della temperatura
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Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
MODULO 1 – UNITA’ DIDATTICA 2
ottobre – novembre 2011
Titolo:
Termodinamica: Principi della termodinamica
Contenuti:
Definizione di sistema termodinamico
Trasformazioni quasi-statiche e trasformazioni reversibili
Concetto di lavoro applicato ad un sistema termodinamico
Calore fornito o sottratto ad un sistema termodinamico, trasformazioni adiabatiche
Calore specifico e calore molare
Energia interna di un sistema
Calcolo di lavoro, calore e energia interna nelle trasformazioni isoterme, isocore, isobare, adiabatiche
Primo Principio della Termodinamica
Il concetto di macchina termica e rendimento di una macchina termica
Macchina termica ideale e ciclo di Carnot
Secondo Principio della Termodinamica: enunciati di Clausius e di Kelvin
Entropia
Calcolo dell’entropia nelle trasformazioni isoterme, isocore, isobare, adiabatiche
Interpretazione statistica dell’entropia
L’entropia e la freccia del tempo
Obiettivi:
Definire un sistema termodinamico
Descrivere le trasformazioni quasi-statiche e le trasformazioni reversibili
Definire per un sistema termodinamico: lavoro, calore, variazione di energia interna
Calcolare lavoro, calore, variazione di energia interna per le trasformazioni isocore, isobare, isoterme, adiabatiche
Descrivere le caratteristiche di una macchina termica
Definire e calcolare il rendimento di una macchina termica
Descrivere il ciclo di Carnot e calcolare il rendimento di una macchina di Carnot
Enunciare il 2° Principio della Termodinamica nelle formulazioni di Clausius e di Kelvin
Definire l’entropia e calcolarne il valore nelle trasformazioni reversibili isoterme, isobare, isocore e
adiabatiche
L’interpretazione statistica dell’entropia
Riconoscere il ruolo dell’entropia nell’irreversibilità dei fenomeni macroscopici
Risolvere problemi
Saperi essenziali
(Concetti, conoscenze e competenze irrinunciabili per l’apprendimento nei moduli o u.d. successivi e che costituiscono il nucleo comune essenziale dei contenuti sviluppati nel modulo o u.d. )
Estensione del principio di conservazione dell’energia ai sistemi termodinamici
Irreversibilità dei processi reali
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Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
MODULO 2 – UNITA’ DIDATTICA 1
novembre – dicembre 2011
Titolo:
Onde e oscillazioni – Moto armonico semplice
Contenuti:
Moti periodici
Moto armonico semplice
Il pendolo
Energia potenziale elastica
Conservazione dell’energia e oscillazioni
Il pendolo semplice
Obiettivi:
Descrivere le caratteristiche dei moti periodici
Descrivere il moto armonico semplice
Dedurre le equazioni del moto armonico semplice dal moto circolare uniforme
Descrivere le leggi del pendolo
Definire l’energia potenziale di una molla e calcolarne l’espressione
Scrivere la legge di conservazione dell’energia per una molla
Descrivere il pendolo semplice
Scrivere le equazioni del moto per le piccole oscillazioni del pendolo semplice
Risolvere problemi
Saperi essenziali
( Concetti, conoscenze e competenze irrinunciabili per l’apprendimento nei moduli o u.d. successivi e che costituiscono il nucleo comune essenziale dei contenuti sviluppati nel modulo o u.d. )
Il moto armonico
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Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
MODULO 2 – UNITA’ DIDATTICA 2
gennaio 2012
Titolo:
Onde e oscillazioni – Propagazione delle onde: suono
Contenuti:
Generalità: ampiezza, periodo, frequenza
Rappresentazione matematica di un’onda
Velocità di propagazione di un’onda trasversale su una corda
Riflessione di un’onda
Rifrazione
Principio di Huygens-Fresnel
Principio di sovrapposizione
Onde stazionarie
Trasmissione di energia in un’onda. Intensità di un’onda
Obiettivi:
Definire ampiezza, periodo e frequenza per un’onda
Scrivere l’equazione di un’onda
Definire la riflessione e descrivere matematicamente il fenomeno
Definire la rifrazione e descrivere matematicamente il fenomeno
Enunciare il principio di Huygens-Fresnel e applicarlo per dimostrare le leggi della riflessione e della rifrazione
Enunciare il principio di sovrapposizione
Descrivere anche matematicamente le onde stazionarie e i battimenti
Descrivere l’effetto Doppler non relativistico e dedurne l’espressione matematica
Definire l’intensità di un’onda
Descrivere anche matematicamente l’interferenza e la diffrazione
Risolvere problemi
Saperi essenziali
(Concetti, conoscenze e competenze irrinunciabili per l’apprendimento nei moduli o u.d. successivi e che costituiscono il nucleo comune essenziale dei contenuti sviluppati nel modulo o u.d.)
Il concetto di onda
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Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
MODULO 2 – UNITA’ DIDATTICA 3
febbraio 2012
Titolo:
Onde e oscillazioni – Il suono
Contenuti:
Generalità: ampiezza, periodo, frequenza
Onde stazionarie: la corda vibrante
Onde sonore
Effetto Doppler
Trasmissione di energia in un’onda. Intensità di un’onda
Obiettivi:
Definire ampiezza, periodo e frequenza per un’onda
Descrivere il funzionamento delle canne d’organo
Descrivere il funzionamento delle corde vibranti
Descrivere l’effetto Doppler non relativistico e dedurne l’espressione matematica
Definire l’intensità di un’onda sonora e il livello di intensità sonora
Risolvere problemi
Saperi essenziali
(Concetti, conoscenze e competenze irrinunciabili per l’apprendimento nei moduli o u.d. successivi e che costituiscono il nucleo comune essenziale dei contenuti sviluppati nel modulo o u.d.)
Il concetto di suono
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Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
MODULO 2 – UNITA’ DIDATTICA 3
febbraio – marzo 2012
Titolo:
Onde e oscillazioni – La luce
Contenuti:
La misura della velocità della luce
La riflessione e la rifrazione della luce: specchi piani e sferici, lenti sottili (ripetizione)
La dispersione e l’arcobaleno
Sovrapposizione e interferenza; esperimento di Young della doppia fenditura
Diffrazione
Potere risolutivo di uno strumento ottico
3) Obiettivi:
Descrivere alcuni metodi per la misura della velocità della luce
Descrivere i fenomeni di riflessione e di rifrazione della luce
Enunciare la legge dei punti coniugati per gli specchi concavi e convessi e per le lenti sottili
Applicare la legge dei punti coniugati.
Enunciare il concetto di riflessione totale ed utilizzarlo nella risoluzione di problemi
Descrivere il fenomeno della dispersione della luce
Spegare l’arcobaleno in termini di dispersione della luce
Enunciare il principio di sovrapposizione della luce
Descrivere il fenomeno dell’interferenza della luce anche matematicamente
Descrivere l’esperimento della doppia fenditura di Young anche matematicamente
Descrivere il fenomeno della diffrazione anchce matematicamnete
Enunciare il concetto di potere risolutivo di uno strumento ottico e saperne calcolare il valore
Risolvere problemi
4) Saperi essenziali
(Concetti, conoscenze e competenze irrinunciabili per l’apprendimento nei moduli o u.d. successivi e che costituiscono il nucleo comune essenziale dei contenuti sviluppati nel modulo o u.d.)
Il modello geometrico e il modello ondulatorio della luce
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Liceo Scientifico G. Galilei – Macerata Anno Scolastico 2011 - 2012
Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
MODULO 3 – UNITA’ DIDATTICA 1
aprile 2012
Titolo:
Il campo elettrico
Contenuti:
La carica elettrica
Isolanti e conduttori
La legge di Coulomb
Il Campo elettrico
Flusso del campo elettrico
Teorema di Gauss per il campo elettrico
Moto di una carica in un campo elettrico uniforme
Obiettivi:
Descrivere la fenomenologia elementare dell’elettrostatica
Descrivere i vari modi di elettrizzare un corpo
Enunciare la legge di Coulomb
Definire il campo elettrico
Scrivere l’espressione per il campo elettrico di una carica puntiforme
Descrivere il campo elettrico uniforme e quello costante
Definire il flusso del campo elettrico attraverso una superficie
Enunciare il teorema di Gauss per il campo elettrico
Dimostrare il teorema di Gauss per il campo elettrico nel caso di una carica puntiforme e di una
superficie sferica
Enunciare il teorema di Coulomb
Descrivere anche matematicamente il moto di una carica in un campo elettrico uniforme
Risolvere problemi
Saperi essenziali
(Concetti, conoscenze e competenze irrinunciabili per l’apprendimento nei moduli o u.d. successivi e che costituiscono il nucleo comune essenziale dei contenuti sviluppati nel modulo o u.d.)
Il concetto di campo elettrico
Teorema di Gauss
Circuitazione del campo elettrico
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Liceo Scientifico G. Galilei – Macerata Anno Scolastico 2011 - 2012
Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
MODULO 3 – UNITA’ DIDATTICA 2
maggio 2012
Titolo:
Potenziale elettrico ed energia potenziale elettrica
Contenuti:
Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico
Conservazione dell’energia
Il potenziale elettrico di una carica puntiforme
Superfici equipotenziali e campo elettrico
Condensatori e dielettrici
Accumulo di energia elettrica
Obiettivi:
Definire i concetti di energia potenziale e di potenziale elettrici
Enunciare la conservazione di energia nel campo elettrico
Definire il concetto di superficie equipotenziale
Calcolare il lavoro, l’energia potenziale e il potenziale per un campo elettrico uniforme e per il
campo elettrico generato da una carica puntiforme
Definire la circuitazione del campo elettrico e illustrarne il significato fisico
Descrivere un condensatore piano
Calcolare la capacità di un condensatore piano
Dimostrare la relazione che esprime l’energia accumulata in un condensatore
Calcolare l’energia accumulata in un condensatore
Dimostrare l’espressione per la capacità equivalente di condensatori in serie e in parallelo
Descrivere le funzioni di un dielettrico
Risolvere problemi
Saperi essenziali
(Concetti, conoscenze e competenze irrinunciabili per l’apprendimento nei moduli o u.d. successivi e che costituiscono il nucleo comune essenziale dei contenuti sviluppati nel modulo o u.d. )
Concetto di energia potenziale e di potenziale elettrico
Il condensatore
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Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
5. VERIFICHE E VALUTAZIONE
Modalità di verifica
Per verificare il livello di conseguimento degli obiettivi verranno svolte verifiche formative e/o
sommative secondo le seguenti tipologie:
ORALI
1.
2.
3.
4.
5.
Interrogazioni formalizzate
Interventi spontanei
Esercizi individuali
Relazioni su materiali strutturati
Presentazioni multimediali
X
X
X
X
X
SCRITTE
1.
2.
3.
4.
5.
Relazioni
Quesiti a risposta aperta
Saggi brevi
Risoluzioni di problemi
Test vero /falso e/o risposta multipla
X
X
X
X
X
Criteri di Valutazione
Per quanto concerne la valutazione, si utilizzeranno i criteri esplicitati nella programmazione di
classe .
Criteri per la revisione delle prove scritte ed orali
Per la valutazione delle prove scritte ed orali si farà riferimento ai seguenti criteri:
Prove orali: Verrà utilizzata la griglia predisposta nel registro personale in cui si tiene conto delle
conoscenze, competenze e capacità. Nella definizione del voto verranno anche considerate proprietà
lessicali, di coerenza e di pertinenza dell’argomentazione, della aderenza alla tematica, della fluidità
espressiva, dell’efficacia comunicativa etc.
Prove scritte: Generalmente le prove scritte saranno strutturate in esercizi e problemi. Ad ognuno
viene attribuito un punteggio sulla base degli obiettivi che devono essere verificati per un totale
complessivo di 100 punti. Il raggiungimento degli obiettivi minimi corrisponde generalmente a 50
(cinquanta) punti: ciò comporta il voto di sufficienza (= voto 6). Il voto massimo e minimo verrà
indicato di volta in volta a seconda della difficoltà della prova, ma salvo indicazione contraria sarà
da intendere voto minimo = 1 e voto massimo = 10. Nella tabella sottostante viene riportato il voto
assegnato per ogni punteggio ottenuto; i segni “+” e “-“ influiscono sul voto intero per ± 0,25.
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Contratto formativo individuale
Classe 4G
Materia: FISICA
Prof. Angelo Angeletti
Prova non sufficiente
punti
Voto
0-1
1
2-3
1+
4 -5
1½
6-7
28 - 10
2
11 - 12
2+
13 - 15
2½
16 - 17
318 – 20
3
21 – 22
3+
23 – 25
3½
26 – 27
428 – 30
4
31 - 32
4+
33 – 35
4½
36 – 37
538 – 40
5
41 – 42
5+
43 – 49
5½
Prova sufficiente
punti
voto
50 – 51
6
52 – 53
6+
54 – 57
6½
58 – 59
760 – 63
7
64 – 65
7+
66 – 69
7½
70 – 71
872 – 75
8
76 – 77
8+
78 – 81
8½
82 – 84
985 – 88
9
89 – 90
9+
91 – 95
9½
96 – 97
1098 – 100
10
Criteri di riuscita
Raggiungimento degli obiettivi minimi relativi a ciascun modulo svolto
N.B. Per ogni modulo sviluppato verrà proposta almeno una prova di verifica (scritta e/o orale) e
tutti gli alunni dovranno sostenerla e dimostrare di aver raggiunto gli obiettivi minimi previsti (per
gli assenti sono previste prove suppletive). Qualora ciò non accadesse verranno proposte attività di
recupero e predisposte prove di verifica del recupero sugli obiettivi minimi immediatamente dopo la
fine del modulo e se necessario anche successivamente nel corso dell’anno. Se alla fine dell’anno
scolastico non vengono raggiunti gli obiettivi minimi in TUTTI i moduli, verrà proposta
dell’attribuzione del debito scolastico.
Data 29 ottobre 2011
Firma del docente _________________
12