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Liceo scientifico “Enrico Fermi”
Anno scolastico 2003-2004 Classe 5L – Fisica - Programma svolto
Prof. Andrea Zucchini
CARICA ELETTRICA E LEGGE DI COULOMB
Esame qualitativo di alcuni fenomeni elettrici.
Oggetti elettrizzati.
Elettrizzazione per strofinio
Conduttori e gli isolanti
Elettrizzazione per contatto
Induzione elettrostatica parziale e completa.
Carica elettrica
Interpretazione dei fenomeni di elettrizzazione e principio di conservazione della
carica elettrica.
Forza di Coulomb nel vuoto
Forza di Coulomb nella materia
Costante dielettrica del vuoto e relativa
Esperimenti di
elettrostatica
Misura quantità di carica
per induzione
Induzione completa
Elettroscopio
Elettroforo di Volta
COMPLEMENTI DI MATEMATICA
Passaggio dalle differenze finite ai differenziali per la definizione delle grandezze
fisiche.
Uso dei differenziali, delle derivate e degli integrali in fisica
Gradiente di un vettore
Flusso di un campo vettoriale
Circuitazione di un vettore
Equazioni differenziali
Soluzione di equazioni differenziali con il metodo della separazione delle variabili
CAMPO ELETTRICO E TEOREMA DI GAUSS
II vettore campo elettrico E.
Rappresentazione del campo elettrico mediante le linee di forza.
Il principio di sovrapposizione.
Calcolo del campo elettrico associato a semplici distribuzioni di cariche
puntiformi
Il flusso del campo elettrico.
Il teorema di Gauss.
Il campo in prossimità di un conduttore carico in equilibrio elettrostatico
Applicazioni del teorema di Gauss: calcolo del campo elettrico per distribuzioni di
carica lineare, superficiale, volumetrica uniforme.
POTENZIALE ELETTRICO
Lavoro del campo elettrico
Energia potenziale elettrica
La circuitazione del campo elettrico.
Il potenziale elettrico.
Superfici equipotenziali.
Relazione fra E e V.
Potenziale elettrico di una carica puntiforme
Differenza di potenziale
CAPACITÀ E CONDENSATORI
La distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico
Campo elettrico ed il potenziale in un conduttore in equilibrio elettrostatico
Definizione capacità di un conduttore
Capacità di una sfera
Condensatore a facce piane e parallele
Condensatori in serie ed in parallelo: capacità equivalente
Energia immagazzinata nel campo elettrico in un condensatore
Linee di forza del campo
elettrico, spettri
Gabbia di Faraday
Esperienze sul potenziale
elettrico
Presentazione condensatori
capacità e condensatori
semplici circuito in
corrente continua,
Pendolo fra le armature di
un condensatore
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MODELLO DELL'ATOMO DI RUTHERFORD – BOHR
Esperienza di Rutherford
Modello di Thomson
Modello di Rutherford
Modello di Bohr
Livelli energetici dell’atomo d’idrogeno
Quantizzazione ed energia di legame in un atomo
CORRENTE ELETTRICA CONTINUA
La corrente elettrica
Generatori di tensione
Circuito elettrico
Prima legge di Ohm
Leggi di Kirchhoff
Conduttori ohmici in serie ed in parallelo: resistenza equivalente
Forza elettromotrice e resistenza interna di un generatore di tensione
CORRENTE ELETTRICA NEI METALLI
I conduttori metallici
Seconda legge di Ohm: la resistività di un conduttore
Effetto Joule
Carica e scarica di un condensatore
Circuiti RC (carica e scarica)
Tubo catodico
uso del tester
costruzione di circuiti in
c.c.
Misure in circuiti RC
FENOMENI MAGNETICI FONDAMENTALI
Magneti naturali ed artificiali
Linee del campo magnetico
Forze che si esercitano tra magneti e correnti e tra correnti e correnti: esperimenti
di Oersted, Faraday, Ampere
Definizione di Ampere e intensità del campo magnetico
Forza esercitata da un campo magnetico su un filo percorso da corrente
Legge di Biot-Savart
Campo magnetico generato da un filo, da una spira e da un solenoide percorsi da
corrente
Circuitazione del campo magnetico (Teorema di Ampere)
Spira percorsa da corrente in un campo magnetico esterno
Effetto Hall
CAMPO MAGNETICO
La forza di Lorentz
Moto di una carica in un campo magnetico uniforme
Proprietà magnetiche dei materiali: diamagnetismo, paramagnetismo,
ferromagnetismo
Temperatura di Curie
Ciclo d’isteresi, domini magnetici e accoppiamento di scambio
INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
f.e.m. indotta in una spira dalla variazione del campo magnetico concatenato
Legge di Faraday-Neumann
Legge di Lenz
Autoinduzione
Induttori
Reattanza capacitiva e induttiva
Induttanza
Circuito RL (apertura e chiusura)
effetti magnetici
interazione correnti-campi
magnetici, considerazioni
qualitative sul moto di
particelle cariche in campi
elettrici e magnetici
Misure con induttori:
circuiti RL
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CORRENTE ALTERNATA
Circuito RLC serie
Impedenza (modulo)
Frequenza di risonanza
Circuito LC
Circuiti in corrente alternata: generatore di f.e.m. alternata applicato a resistenze,
capacità, induttori, sfasamento corrente-tensione
Corrente e tensione efficace, potenza in alternata: fattore di potenza
Correnti parassite di Foucault
Laminazione
Conversione tra energia meccanica e energia elettrica
Alternatore
Motore elettrico
Trasformatore
Misure con induttori e
capacità: circuiti RLC
EQUAZIONI DI MAXWELL E ONDE ELETTROMAGNETICHE
Il campo elettrico indotto
Esperimento con diodo ad
Il termine mancante: corrente di spostamento
emettitore Gunn per onde a
equazioni di Maxwell
lunghezza d’onda
soluzione delle equazioni di Maxwell nel vuoto: onde elettromagnetiche, velocità
λ = 3 cm
delle onde elettromagnetiche, onde elettromagnetiche piane
Polarizzazione delle onde elettromagnetiche
CENNI DI TEORIA DELLA RELATIVITÀ
Problema dell’invarianza delle equazioni di Maxwell per trasformazioni galileiane
Trasformazioni di Lorentz
Addizione delle velocità
Principio di relatività di Einstein
Dilatazione di tempo
Problema della simultaneità
