Liceo Scientifico “A. Volta”
Programma di Fisica svolto nella classe 4DLS
Anno scolastico: 2015/2016
Prof.ssa: Elena Fabbiani
Termodinamica
Teoria microscopica della materia. Il modello del gas perfetto. L’energia
cinetica media e la pressione esercitata da un gas sulle pareti del recipiente.
L’energia cinetica media e la temperatura assoluta. La velocità quadratica media e la temperatura. Grafico della distribuzione di Maxwell per le velocità.
Gas reali. Eq di stato di Van der Walls- Energia interna di solidi, liquidi e gas.
Cambiamenti di stato. Calore latente di fusione e di vaporizzazione. Evaporazione ed ebollizione. Sublimazione. Diagrammi di fase. Pirmo principio
della termodinamica. Primo principio applicato alle trasformazioni. Il calore
specifico di un gas perfetto. Le trasformazioni adiabatiche. Equazioni delle
trasformazioni adiabatiche. Applicazioni.
Il secondo principio della termodinamica. Enunciato di Kelvin e di Clusius.
Macchine termiche. Il bilancio energetico. Sorgenti ideali di calore. Rendimento di una macchina termica. Teorema di Carnot. Macchina di Carnot e suo
rendimento. Ciclo del motore a scoppio e del motore Diesel. Macchina frigorifera e pompa di calore. Definizione di entropia. Trasformazioni reversibili e
irreversibili. Entropia e disordine. Equazione di Boltzmann.
Il campo elettrico
Carica elettrica. Elettrizzazione per stofinı̀o per induzione. Materiali isolanti e
conduttori. Forza di Coulomb nel vuoto e in un materiale. Polarizzazione della
materia. Principio di sovrapposizione per la forze elettrica con applicazioni.
Carica di prova. Il vettore campo elettrico. Campo E di una carica puntiforme. Calcolo della forza che agisce su una carica. Linee di forza del campo
elettrico. Definizione di flusso di E e teorema di Gauss. Campo generato da una
lastra uniformemente carica, da un filo rettilineo e da una sfera (con dim.). Campo all’interno di una sfera. Principio di sovrapposizione per il campo elettrico.
Applicazioni.
Analogie della forza di Coulomb con la forza di gravitazione universale.
Definizione dell’energia potenziale elettrica. Definizione di potenziale elttrico.
Legame tra variazione di potenziale elettrico e lavoro. Conservazione dell’energia. Il potenziale generato da una carica puntiforme. Superfici equipotenziali e loro proprietà. Definizione di circuitazione e circuitazione del campo E.
Applicazioni.
Campo elettrico e potenziale nei materiali conduttori. Distribuzione delle
cariche in un materiale conduttore. Teorema di Coulomb nei conduttori. Rottura del dielettrico. Definizione di capacità. Capacità di una sfera. Condensatori. Capacità di un condensatore in assenza e in presenza di un dielettrico tra
le armature. Energia immagazzinata all’interno di un condensatore e densità di
energia.
Intensità di corrente elettrica. Verso della corrente in un circuito e moto delle
cariche. Circuito elettrico. Prima e seconda legge di Ohm. Resistori. Potenza
dissipata sulla resistenza ed effetto Joule. Calcolo della resistenza equivalente
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di resistori collegati in serie e in parallelo (con dim.). Calcolo della capacità
equivalente di condensatori collegati in serie e in parallelo (con dim.). Legge dei
nodi e delle maglie. Risoluzione di un circuito. Applicazioni.
Onde
Definizione di onda. Onda trasversale e longitudinale. Fronte d’onda. Grandezze
che caratterizzano un’onda. velocità di un’onda. Onda armonica. Interferenza
delle onde e principio di sovrapposizione.
Il suono. Onda sonora: onda pura, suono complesso. Livello di intensità
sonora. Fenomeno dell’eco e applicazioni a casi reali: sonar, ecografia. Onde
stazionarie su una corda: modi normali, frequanza e lunghezza d’onda dei modi
normali. Fenomeno dei battimenti, frequenza dei battimenti. Effetto Doppler:
sorgente ferma e ricevitore in movimento; sorgente in movimento e ricevitore
fermo.
Ottica geometrica: riflessione e rifrazione della luce. Definizione dell’indice
di rifrazione. Legge di Snell con applicazioni. Angolo limite e riflessione totale.
Fibre ottiche, dispersione della luce, arcobaleno. Interferenza della luce. Esperimento di Young, calcolo della posizione delle frange chiare e scure. Diffrazione
della luce: figura di diffrazione. Spettro elettromagnetico e colori.
Colle di Val d’Elsa, 3 giugno 2016
L’insegnante prof. Elena Fabbiani
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