Contenuti e tempi

PROGRAMMA DI FISICA
Numero ore settimanali: 3 - materia orale.
Contenuti e tempi
Elettrostatica 1- concetto di campo – unità orarie 11
Elettrizzazione; forza di Coulomb. Il problema dell’azione a distanza e la definizione operativa di
campo. Il campo elettrico della carica puntiforme. Principio di sovrapposizione per il campo
elettrico. Enunciato del teorema di Gauss per il campo elettrico e sue applicazioni alla
determinazione di campi elettrici prodotti da distribuzioni di carica notevoli: sfera e guscio sferico
uniformemente carichi, piano illimitato uniformemente carico, coppia di piani illimitati
uniformemente carichi con cariche opposte. Induzione elettrostatica. Campo elettrico e materia:
polarizzazione di un dielettrico, costante dielettrica relativa di un materiale.
Elettrostatica 2- energia- unità orarie 5
La forza elettrostatica è conservativa; circuitazione di E, energia potenziale elettrostatica per il
campo radiale; definizione di potenziale elettrico; differenza di potenziale e lavoro; definizione di
elettronvolt. Capacità di un condensatore piano; energia di un condensatore carico; energia del
campo elettrico.
Elettrodinamica – unità orarie 6
La corrente elettrica in un filo metallico: definizione e moto di deriva delle cariche di conduzione;
prima e seconda legge di Ohm; resistenza e temperatura; superconduttori. Resistenze in serie ed in
parallelo. Il circuito in corrente continua: ruolo del generatore, forza elettromotrice, resistenza
interna; potenza trasportata dalla corrente, effetto Joule.
Magnetismo 1 – magnetostatica - unità orarie 20
Esperimento di Oersted. Campo B prodotto da conduttori percorsi da corrente: filo rettilineo
illimitato, solenoide, spira. Forza di Lorentz e sue applicazioni: moto di una carica in un campo B
uniforme, acceleratori di particelle. Forza su un tratto di filo percorso da corrente e immerso in un
campo B uniforme e definizione operativa dell’unità di misura ampère. Forze agenti su una spira
percorsa da corrente ed immersa in un campo B uniforme: il vettore momento magnetico e analogia
spira-ago magnetico. Correnti atomiche elementari e momenti ad esse associati; i magneti come
sorgenti del campo B e l’ipotesi delle correnti microscopiche. Flusso di B attraverso una superficie
chiusa, teorema della circuitazione di Ampere.
Elettromagnetismo – unità orarie 13
Induzione elettromagnetica: esempi e sue leggi; la spira rotante e la produzione di corrente
alternata. Autoinduzione; induttanza di un solenoide. Energia associata al campo magnetico.
Equazioni di Maxwell ed onde elettromagnetiche (trattazione qualitativa e descrittiva). Energia
media trasportata dall’onda.
Struttura della materia e modelli atomici - trattazione classica- unità orarie 8
Moto di cariche in un campo elettrico uniforme: esperienza di Thomson, esperienza di Millikan.
L’esperienza di Rutheford e l’atomo nucleare. Energia classica totale per l’elettrone nell’atomo di
idrogeno e sua energia di legame; nozioni di sistema legato e sistema libero.
Elementi di fisica moderna – unità orarie 22
La graduale conquista dell’ipotesi atomica della materia tra l’inizio dell’800 e le conferme
sperimentali dell’inizio del 900. La spettroscopia, l’atomo di Bohr: validità e limiti; l’ipotesi di De
Broglie e la duplice natura della materia; interpretazione probabilistica delle “onde di materia”.
Principi di indeterminazione. Il nucleo: struttura, forza nucleare, isotopi; la radioattività:
decadimento , decadimento , decadimento ; legge del decadimento radioattivo. La massaenergia e l’energia di legame dei nucleoni. La fissione; la figura di Fermi e la reazione a catena,
funzionamento di un reattore nucleare. Fusione nucleare, fusione come possibile fonte di energia.
Elementi di astrofisica.
Strumenti ed ambienti di lavoro
Libro di testo: Parodi, Ostili, Mochi Onori “ L’evoluzione della Fisica” ed. Paravia volumi 3A, 3B
Ambienti: aula, laboratorio di fisica.
Metodo di insegnamento
Lezione dialogica, frontale, lettura guidata, discussione guidata, commento ed analisi di fenomeni o
filmati.
La presentazione degli argomenti è avvenuta quanto più possibile tramite lezione dialogata, per
sollecitare la partecipazione ed il confronto personale degli studenti con quanto proposto.
L’impostazione didattica ha sottolineato:
-
nozioni fondamentali più che tecnicismi particolari, per far cogliere la materia come insieme di
idee, espresse sinteticamente da formule, anziché come insieme di formule. Non sempre le
formule sono state ricavate “canonicamente” (energia del condensatore, corrente di
spostamento, energia di creazione del campo B) poiché talvolta si è ritenuto più costruttivo, in
questa classe, insistere sul loro significato o illustrarle nelle loro conseguenze.
-
l’evoluzione storica delle idee e talvolta la loro connessione con aspetti della cultura o della
società per recuperare, se pure in minima parte, elementi umani che restituiscono alla disciplina
uno spessore non percepibile tramite la sola trattazione tecnica. In particolare ciò ha consentito
di risvegliare, almeno parzialmente, l’interesse di quanti hanno mostrato difficoltà nel misurarsi
con gli aspetti tecnici della disciplina e con la sua natura intrinsecamente problematica.
-
le analogie formali tra le descrizioni di argomenti diversi, per mostrare il potere unificante del
linguaggio matematico e per migliorare la comprensione di concetti e fenomeni più astratti
collegandoli ai loro analoghi meno astratti.
Strumenti e criteri di Valutazione
Interrogazioni, valutazione di interventi (spontanei o sollecitati) degli studenti durante le lezioni
dialogate, test a risposta multipla, test a risposta aperta. Criteri di valutazione come da
programmazione di Istituto.
SIMULAZIONE DI TERZA PROVA – FISICA
Nome _________________________________________________ Classe 5 Cs Aprile 2013
Rispondi alle domande rimanendo nello spazio assegnato.
1)
Nel modello di Bohr dell’atomo di Idrogeno convivono elementi della fisica classica ed idee innovative:
esponili e spiega perché, nonostante tale disomogeneità, esso fu accettato dalla comunità degli scienziati. (Max 12
righe)
2)
Che cos’è “ l’induzione elettromagnetica” e quali sono le sue leggi. Proponi un esempio (Max 10 righe)
3)
La natura ondulatoria degli elettroni: quale l’intento di De Broglie nel proporla? Quale la relazioni tra aspetti
ondulatori e aspetti corpuscolari e perché ? (Max 12 righe)