Programmazione di Fisica 5° anno

ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
COMPETENZE
Dalle indicazioni
nazionali
Traguardi formativi
Indicatori
Contenuti irrinunciabili
ELETTROMAGNETISMO (40% carico didattico V anno)
L’induzione
elettromagnetica
 Osservare e
 Descrivere e
 Essere in grado di
identificare fenomeni.
interpretare
riconoscere il
esperimenti che
fenomeno
mostrino il fenomeno
dell’induzione
dell’induzione
elettromagnetica in
elettromagnetica.
situazioni sperimentali
 Fare esperienza e
 Capire qual è il verso
della corrente indotta,
rendere ragione dei vari
utilizzando la legge di
aspetti del metodo
Lenz, e collegare ciò
sperimentale, dove
con il principio di
l’esperimento è inteso
conservazione
come interrogazione
dell'energia.
ragionata dei fenomeni

Analizzare
i fenomeni
naturali, scelta delle
dell’autoinduzione e
variabili significative,
della mutua
raccolta e analisi critica
induzione,
dei dati e dell’affidabilità
introducendo il
di un processo di misura,
concetto di
costruzione e/o
induttanza.
validazione di modelli.
 Formulare e
dimostrare la legge di
Faraday-NeumannLenz, discutendone il
significato fisico.
 Formulare la legge di
Lenz.
 Definire le correnti di
Foucault.
 Definire i coefficienti
di auto e mutua
induzione.
 Formulare ipotesi
 Analizzare il
meccanismo che
esplicative utilizzando
porta alla generazione
modelli, analogie e leggi
di una corrente
indotta.
 Descrivere, anche
formalmente, le
relazioni tra forza di
Lorentz e forza
elettromotrice indotta
 Formalizzare un
 Comprendere e
 Sapere derivare e
problema di fisica e
determinare l'energia
calcolare l'induttanza
applicare gli strumenti
associata a un campo
di un solenoide
matematici e
magnetico
 Calcolare le variazioni
disciplinari rilevanti
 Calcolare correnti e
di flusso di campo
per la sua risoluzione.
forze elettromotrici
magnetico
indotte utilizzando la  Risolvere esercizi e
legge di Faradayproblemi di
Neumann-Lenz anche
applicazione delle
in forma differenziale
formule studiate
inclusi quelli che
richiedono il calcolo
delle forze su
conduttori in moto in
un campo magnetico
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui si vive.
 Riconoscere la
numerosissime
applicazioni
dell'induzione
elettromagnetica
presenti in dispositivi
 Essere in grado di
esaminare una
situazione fisica che
veda coinvolto il
fenomeno
dell’induzione
• Forza elettromotrice
indotta e sua origine
• Legge di FaradayNeumann-Lenz
• Correnti indotte tra
circuiti
• Concetto di induttanza
• Energia associata alla
corrente in un circuito
elettrico
• Densità di energia del
campo magnetico
ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
Dalle indicazioni
nazionali
La corrente alternata
COMPETENZE
Traguardi formativi
di uso comune
 Osservare e
 Comprendere come il
identificare fenomeni.
fenomeno
dell'induzione
elettromagnetica
permetta di generare
correnti alternate.
 Fare esperienza e
rendere ragione dei
vari aspetti del
metodo sperimentale,
dove l’esperimento è
inteso come
interrogazione
ragionata dei
fenomeni naturali,
scelta delle variabili
significative, raccolta
e analisi critica dei
dati e dell’affidabilità
di un processo di
misura, costruzione
e/o validazione di
modelli.
Indicatori
elettromagnetica
 Sapere descrivere e
•
rappresentare
matematicamente le
proprietà della forza
elettromotrice e della
corrente alternata.
 Analizzare il
 Individuare i valori
•
funzionamento di un
efficaci di corrente
alternatore e
alternata e tensione
presentare i circuiti in
alternata.
corrente alternata.
 Calcolare impedenze e
sfasamenti.
 Formalizzare un
 Rappresentare i circuiti  Risolvere i circuiti in
problema di fisica e
in corrente alternata e
corrente alternata.
applicare gli strumenti
discuterne il bilancio  Utilizzare le relazioni
matematici e
energetico.
matematiche
disciplinari rilevanti
individuate per
per la sua risoluzione.
risolvere i problemi
relativi a ogni singola
situazione descritta.
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive.
•
 Essere coscienti
dell'importanza dei
circuiti in corrente
alternata
nell'alimentazione e
gestione di dispositivi
di uso quotidiano.
 Sapere descrivere il
•
funzionamento
dell'alternatore e del
trasformatore,
calcolandone anche le
principali grandezze
associate.
 Analizzare e calcolare
la circuitazione del
 Capire se si può
• Relazioni tra campi
definire un potenziale
elettrici e magnetici
Le equazioni di Maxwell  Osservare e
 Capire la relazione tra  Esporre il concetto di
e le onde elettroidentificare fenomeni.
campi elettrici e
campo elettrico
magnetiche
magnetici variabili.
indotto.
 Essere in grado di
collegare le equazioni
di Maxwell ai
fenomeni
fondamentali
dell’elettricità e del
magnetismo e
viceversa
 Fare esperienza e
rendere ragione dei
Contenuti irrinunciabili
ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
Dalle indicazioni
nazionali
COMPETENZE
Traguardi formativi
vari aspetti del
campo elettrico
metodo sperimentale,
indotto.
dove l’esperimento è  Le equazioni di
inteso come
Maxwell permet-tono
interrogazione
di derivare tutte le
ragionata dei
proprietà
fenomeni naturali,
dell’elettricità, del
scelta delle variabili
magnetismo e
significative, raccolta
dell’elettromae analisi critica dei
gnetismo.
dati e dell’affidabilità  La produzione delle
di un processo di
onde
misura, costruzione
elettromagnetiche.
e/o validazione di
 Calcolare le grandezze
modelli.
caratteristiche delle
onde
elettromagnetiche
piane.
 Conoscere e
giustificare la
relazione tra costante
dielettrica di un
mezzo isolante e
indice di rifrazione
della luce.





Indicatori
Contenuti irrinunciabili
elettrico per il campo
elettrico indotto.
Individuare cosa
rappresenta la
corrente di
spostamento.
Esporre e discutere le
equazioni di Maxwell
nel caso statico e nel
caso generale.
Definire le
caratteristiche di
un’onda elettromagnetica e
analizzarne la
propagazione.
Definire il profilo
spaziale di un’onda
elettromagnetica
piana.
Descrivere il
fenomeno della
polarizzazione e
enunciare la legge di
Malus.
variabili
• Corrente di
spostamento
• Equazioni di Maxwell
• Onde E.M. piane e loro
proprietà
• Polarizzazione delle
onde E.M.
• Energia e impulso
trasportato da
un’onda E.M.
• Cenni sulla
propagazione delle
onde E.M. nei mezzi
isolanti, costante
dielettrica e indice di
rifrazione
• Spettro delle onde
E.M.
• Produzione di onde
E.M.
• Applicazione delle
 Formalizzare un
 L’energia e l’impulso
 Applicare il concetto •
problema di fisica e
trasportato da
di trasporto di energia
applicare gli strumenti
un’onda
di un’onda
matematici e
elettromagnetica
elettromagnetica
disciplinari rilevanti
 Descrivere lo spettro
per la sua risoluzione.
elettromagnetico
ordinato in frequenza
e in lunghezza d’onda.
 Analizzare le diverse
parti dello spettro
elettromagnetico e le
caratteristiche delle
onde che lo
compongono.
 Formulare ipotesi
 Riconoscere il ruolo e
esplicative utilizzando
la necessità della
modelli, analogie e
corrente di
leggi
spostamento.
 La luce è una
particolare onda
elettromagnetica.
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
 Saper riconoscere il
ruolo delle onde
elettromagnetiche in
 Illustrare le
•
implicazioni delle
equazioni di Maxwell
nel vuoto espresse in
termini di flusso e
circuitazione
 Discutere il concetto
di corrente di
spostamento e il suo
ruolo nel quadro
complessivo delle
equazioni di Maxwell.
 Descrivere e illustrare •
gli effetti e le principali
applicazioni delle onde
onde E.M. nelle varie
bande di frequenza.
ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
Dalle indicazioni
nazionali
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive.
COMPETENZE
Traguardi formativi
situazioni reali e in
applicazioni
tecnologiche
• RELATIVITA’ (20% carico didattico V anno)
La relatività ristretta
 Osservare e
 Riconoscere la
contraddizione tra
identificare fenomeni.
meccanica ed
elettromagnetismo in
relazione alla costanza
della velocità della luce.
 Essere consapevole che
il principio di relatività
ristretta generalizza
quello di relatività
galileiana.
 Conoscere evidenze
sperimentali degli
effetti relativistici.
Indicatori
elettromagnetiche in
funzione della
lunghezza d'onda e
della frequenza.
 Formulare gli assiomi
della relatività
ristretta.
 Conoscere l'effetto
Doppler relativistico e
le sue applicazioni.
 Fare esperienza e
 Analizzare la relatività  Saper mostrare,
 Formalizzare un
 Applicare le relazioni  Introdurre il concetto
rendere ragione dei
vari aspetti del
metodo sperimentale,
dove l’esperimento è
inteso come
interrogazione
ragionata dei
fenomeni naturali,
scelta delle variabili
significative, raccolta
e analisi critica dei
dati e dell’affidabilità
di un processo di
misura, costruzione
e/o validazione di
modelli.
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione.
del concetto di
simultaneità.
sulla dilatazione dei
tempi e contrazione
delle lunghezze e
saper individuare in
quali casi si applica il
limite non
relativistico.
Contenuti irrinunciabili
• Dalla relatività
galileiana a quella
einsteiniana.
• Postulati della
relatività ristretta
• Tempo assoluto e
simultaneità degli
eventi
• Dilatazione dei tempi e
contrazione delle
lunghezze
• Trasformazione di
Lorentz
• Addizione relativistica
delle velocità
• Quadrivettori e
invariante relativistico
• Conservazione q. di .m.
relativistica
• Massa ed energia
relativistiche
facendo riferimento a
esperimenti specifici
(quale quello di
Michelson-Morley), i
limiti del paradigma
classico di spiegazione
e interpretazione dei
fenomeni e saper
argomentare la
necessità di una
visione relativistica.
di intervallo di tempo
proprio.
•
ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
Dalle indicazioni
nazionali
 Formulare ipotesi
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive.
COMPETENZE
Traguardi formativi
Indicatori
Contenuti irrinunciabili
 Spiegare perché la
 Definire la lunghezza
•
durata di un
propria.
fenomeno non è la
 Conoscere e utilizzare
stessa in tutti i sistemi
le trasformazioni di
di riferimento.
Lorentz.
 Analizzare la
variazione, o meno,
delle lunghezze in
direzione parallela e
perpendicolare al
moto.
 Essere in grado di
comprendere e
argomentare testi
divulgativi e di critica
scientifica che trattino
il tema della relatività
 Osservare e
 Un evento viene
identificare fenomeni.
descritto dalla
quaterna ordinata (t,
x, y, z).
 Nella teoria della
relatività ristretta
hanno un significato
fisico la lunghezza
invariante e
l’intervallo di tempo
invariante.
 Saper riconoscere il
•
 Definire la lunghezza
invariante.
 Definire l’intervallo
invariante tra due
eventi e discutere il
2
segno di Δσ .
•
ruolo della relatività in
situazioni sperimentali
e nelle applicazioni
tecnologiche.
 Fare esperienza e
 Analizzare lo spazio Sapere applicare la
rendere ragione dei
tempo.
composizione delle
vari aspetti del
velocità.
 Analizzare la
metodo sperimentale,
composizione delle
dove l’esperimento è
velocità alla luce della
inteso come
teoria della relatività e
interrogazione
saperne riconoscere il
ragionata dei
limite non
fenomeni naturali,
relativistico.
scelta delle variabili
 Discutere situazioni in
significative, raccolta
cui la massa totale di
e analisi critica dei
un sistema non si
dati e dell’affidabilità
conserva.
di un processo di
misura, costruzione
e/o validazione di
modelli.
•
 Formulare ipotesi
 Analizzare la relazione  Formulare e discutere •
esplicative utilizzando
massa-energia di
le espressioni
modelli, analogie e
Einstein.
dell’energia totale,
leggi
della massa e della
quantità di moto in
meccanica
relativistica.
ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
Dalle indicazioni
nazionali
COMPETENZE
Traguardi formativi
Indicatori
Contenuti irrinunciabili
 Formalizzare un
 Risolvere problemi di  Conoscere il
•
problema di fisica e
cinematica e dinamica
quadrivettore energiaapplicare gli strumenti
relativistica
quantità di moto e la
matematici e
sua conservazione.
disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive.
La relatività generale
 Illustrare come la
relatività abbia
rivoluzionato i
concetti di spazio,
tempo, materia e
energia.
 Descrivere, sulla base
dell’annichi-lazione di
due particelle con
emissione di energia,
il funzionamento e
l’importanza di esami
diagnostici, quali la
PET.
•
 Osservare e
 Esperimenti in un
 Illustrare l’equivalenza •
identificare fenomeni.
ambito chiuso in
tra caduta libera e
caduta libera mettono
assenza di peso.
in evidenza fenomeni
di «assenza di peso».
 Alla luce della teoria
della relati-vità, lo
spazio non è più solo
lo spazio euclideo.
 Fare esperienza e
 Analizzare l’effetto
 Illustrare l’equivalenza •
rendere ragione dei
ottenuto in un grande
tra accelerazione e
vari aspetti del
sistema chiuso che
forza peso.
metodo sperimentale,
ruota intorno al suo
 Illustrare e discutere la
dove l’esperimento è
asse.
deflessione
inteso come
gravitazionale della
interrogazione
luce.
ragionata dei
fenomeni naturali,
scelta delle variabili
significative, raccolta
e analisi critica dei
dati e dell’affidabilità
di un processo di
misura, costruzione
e/o validazione di
modelli.
 Formulare ipotesi
 Formalizzare e
esplicative utilizzando
analizzare i principi
modelli, analogie e
della relatività
leggi
generale.
 Analizzare le
geometrie non
euclidee.
 Osservare che la
presenza di masse
«incurva» lo
spaziotempo.
 Formalizzare un
problema di fisica e
 Illustrare le geometrie •
ellittiche e le
geometrie
iperboliche.
 Definire le curve
geodetiche.
 Capire se la curvatura
dello spazio-tempo ha
effetti sulla
propagazione della
luce
 Mettere a confronto lo  Interrogarsi su come
spazio-tempo piatto di
varia la geometria
•
ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
Dalle indicazioni
nazionali
COMPETENZE
Traguardi formativi
Indicatori
Contenuti irrinunciabili
applicare gli strumenti
Minkowski e lo spaziodello spaziotempo
matematici e
tempo curvo della
nell’Universo.
disciplinari rilevanti
relatività generale.
 Illustrare la
per la sua risoluzione.  Analizzare lo
propagazione delle
spostamento verso il
onde gravitazionali.
rosso e la dilatazione
gravitazionale dei
tempi.
• FISICA QUANTISTICA (30% carico didattico V anno)
La crisi della fisica
classica
 Osservare e
 Riconoscere che
 Illustrare la legge di
identificare fenomeni.
l’assorbimento e
Wien.
l’emissione di
 Illustrare il modello
radiazioni da parte di
del corpo nero
un corpo nero
interpretandone la
dipende dalla sua
curva di emissione in
temperatura.
base alla legge di
 Saper mostrare,
distribuzione di
facendo riferimento a
Planck.
esperimenti specifici, i  Illustrare
limiti del paradigma
l’esperimento di
classico di spiegazione
Franck – Hertz
e interpretazione dei
fenomeni e saper
argomentare la
necessità di una
visione quantistica.
 Fare esperienza e
 L’esperimento di
 Descrivere
rendere ragione dei
Compton dimostra
matematicamente
vari aspetti del
che la radiazione
l’energia dei quanti
metodo sperimentale,
elettromagnetica è
del campo
dove l’esperimento è
composta di fotoni
elettromagnetico.
inteso come
che interagiscono con  Esprimere e calcolare i
interrogazione
gli elettroni come
livelli energetici di un
ragionata dei
singole particelle.
elettrone nell’atomo
fenomeni naturali,
 Analizzare
di idrogeno.
scelta delle variabili
l’esperimento di
 Definire l’energia di
significative, raccolta
Millikan e discutere la
legame di un
e analisi critica dei
quantizzazione della
elettrone.
dati e dell’affidabilità
carica elettrica.
di un processo di
misura, costruzione
e/o validazione di
modelli.
• Corpo nero ed ipotesi
di Planck
• Effetto fotoelettrico da
Lenard a Einstein
• Effetto Compton
• Atomo di Bohr e
interpretazione degli
spettri atomici
• Esperimento di Franck
ed Hertz
• Lunghezza d’onda di
De Broglie
• Dualismo ondaparticella
• Diffrazione
interferenza degli
elettroni
• Principio di
 Formulare ipotesi
 Discutere l’emissione  Sapere interpretare gli •
esplicative utilizzando
di corpo nero e
spettri atomici sulla
modelli, analogie e
l’ipotesi di Planck.
base del modello di
leggi.
Bohr.
 Illustrare
l’esperimento di
 Analizzare
Lenard e la
l’esperimento di
spiegazione di Einstein
Rutherford.
indeterminazione
ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
Dalle indicazioni
nazionali
COMPETENZE
Traguardi formativi
Indicatori
dell’effetto
 Descrivere la tavola
fotoelettrico.
periodica degli
 Conoscere e applicare
elementi.
il modello dell'atomo
di Bohr,
La fisica quantistica
 Formalizzare un
 Applicare le leggi di
 Applicare l’equazione •
problema di fisica e
Stefan-Boltzmann e di
di Einstein dell’effetto
applicare gli strumenti
Wien, saperne
fotoelettrico per la
matematici e
riconoscere la natura
risoluzione di esercizi.
disciplinari rilevanti
fenomenologica
 Calcolare le frequenze
per la sua risoluzione.  Illustrare e applicare
emesse per
la legge dell’effetto
transizione dai livelli
Compton
dell’atomo di Bohr.
 Osservare e
 A seconda delle
 Discutere il dualismo •
identificare fenomeni.
condizioni
onda-corpuscolo e
sperimentali la luce si
formulare la relazione
presenta come onda o
di de Broglie,
come particella.
riconoscendo i limiti
di validità della
 La teoria quantistica
descrizione classica.
ammette due tipi di
distribuzioni
 Identificare le
quantistiche: quella di
particelle che seguono
Bose-Einstein e quella
la distribuzione
di Fermi-Dirac.
statistica di BoseEinstein e quelle che
seguono la
distribuzione statistica
di Fermi-Dirac.
 Fare esperienza e
 Conoscere e illustrare
rendere ragione dei
esperimenti che
vari aspetti del
mostrino la
metodo sperimentale,
diffrazione e
dove l’esperimento è
interferenza degli
inteso come
elettroni.
interrogazione
 Analizzare il concetto
ragionata dei
di ampiezza di
fenomeni naturali,
probabilità (o
scelta delle variabili
funzione d’onda) e
significative, raccolta
spiegare il principio di
e analisi critica dei
indeterminazione.
dati e dell’affidabilità  Nel campo di forza
di un processo di
coulombiano prodotto
misura, costruzione
dal nucleo, gli
e/o validazione di
elettroni possono
modelli.
percorrere orbite
ellittiche.
 Illustrare le due forme •
del principio di
indeterminazione di
Heisenberg.
 Enunciare e discutere
il principio di
sovrapposizione delle
funzioni d’onda.
 Discutere sulla
stabilità degli atomi.
 Introdurre lo spin
dell’elettrone.
 Identificare i numeri
quantici che
determinano l’orbita
ellittica e la sua
orientazione.
 Formalizzare un
 Calcolare
 Calcolare la lunghezza •
problema di fisica e
l’indeterminazione di
d’onda di una
applicare gli strumenti
Heisenberg sulla
particella e
matematici e
posizione/quantità di
confrontarla con la
disciplinari rilevanti
moto di una particella
lunghezza d’onda di
per la sua risoluzione.
un oggetto
macroscopico
Contenuti irrinunciabili
ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
Dalle indicazioni
nazionali
COMPETENZE
Traguardi formativi
Indicatori
Contenuti irrinunciabili
 Formulare ipotesi
 Analizzare
 Descrivere la
•
esplicative utilizzando
esperimenti di
condizione di
modelli, analogie e
interferenza e
quantizzazione
leggi.
diffrazione di
dell'atomo di Bohr
particelle, illustrando
usando la relazione di
anche formalmente
De Broglie
come essi possano
 Introdurre la logica a
essere interpretati a
tre valori e discutere il
partire dalla relazione
paradosso di
di De Broglie sulla
Schroedinger.
base del principio di
sovrapposizione
 Formulare il principio
di esclusione di Pauli.
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive.
 Mettere a confronto il
concetto di
probabilità da
ignoranza e quello di
probabilità
quantistica.
 Essere in grado di
 Descrivere il laser
comprendere e
 Saper riconoscere il
argomentare testi
ruolo della fisica
divulgativi e di critica
quantistica in
scientifica che trattino
situazioni reali e in
il tema della fisica
applicazioni
quantistica
tecnologiche
•
• FISICA MODERNA : a scelta uno o più tra FISICA NUCLEARE, FRONTIERE DELLA FISICA E STATO SOLIDO, FISICA DELLE
PARTICELLE, COSMOLOGIA (solo orale e terza prova; 10% carico didattico V anno)
La fisica nucleare
 Osservare e
identificare fenomeni.
 Fare esperienza e
 Studiare la struttura
dei nuclei.
 Individuare le
particelle del nucleo e
le loro caratteristiche.
•
 Analizzare le reazioni  Descrivere le
•
nucleari.
caratteristiche
della
rendere ragione dei
forza nucleare.
 Analizzare il motivo
vari aspetti del
per cui i nucleoni
 Mettere in rela-zione
metodo sperimentale,
riescono a stare
il difetto di massa e
dove l’esperimento è
all’interno
del
nucleo.
l’energia di legame del
inteso come
nucleo.
 Definire il difetto di
interrogazione
massa.
 Descrivere il
ragionata dei
fenomeno della
 Essere consapevoli
fenomeni naturali,
radioattività.
che
la
natura
scelta delle variabili
ondulatoria dei nuclei  Descrivere i diversi tipi
significative, raccolta
porta a definire gli
e analisi critica dei
di decadimento
stati energetici dei
dati e dell’affidabilità
radioattivo.
nuclei.
di un processo di
 Sapere che alcuni
misura, costruzione
nuclei sono instabili e
e/o validazione di
si trasformano in altri
modelli.
nuclei.
 Analizzare il
fenomeno della
ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
Dalle indicazioni
nazionali
COMPETENZE
Traguardi formativi
Indicatori
Contenuti irrinunciabili
creazione di particelle.
 Analizzare i fenomeni
 Formalizzare un
 Formulare e utilizzare
la legge del
decadimento
radioattivo.
 Applicare
•
 Formulare ipotesi
 Definire l’interazione
debole.
 Descrivere il
•
 Comprendere e
 Valutare le
 Discutere rischi e
•
 Illustrare come la
disponibilità di
tecnologie, in
particolar modo
informatiche, abbia
fornito allo studio
della fisica enormi
potenzialità.
 Nei semiconduttori la
resistività diminuisce
all'aumentare della
temperatura
•
problema di fisica e
applicare gli strumenti
matematici e
disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
Le frontiere della fisica
e lo stato solido
della fissione e della
fusione nucleare.
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive.
applicazioni in campo
medico-sanitario e
biologico dei
radioisotopi.
 Osservare e
 Riconoscere gli
identificare fenomeni.
sviluppi recenti della
fisica nei più svariati
campi di studio.
 Sapere che, dalla fine
della Seconda Guerra
Mondiale, molte
conoscenze di base
sono state
rivoluzionate da
grandi scoperte e
invenzioni
 Esistono sostanze,
come il silicio e il
germanio, che sono
semiconduttori
 Formalizzare un
 Calcolare la corrente
problema di fisica e
che attraversa un
applicare gli strumenti
diodo in
matematici e
polarizzazione diretta
disciplinari rilevanti
e in polarizzazione
per la sua risoluzione
inversa.
l’equivalenza massaenergia in situazioni
concrete tratte da
esempi di
decadimenti
radioattivi, reazioni di
fissione o di fusione
nucleare
funzionamento delle
centrali nucleari e dei
reattori a fusione
nucleare.
benefici della
produzione di energia
nucleare.
 Valutare il rapporto di •
amplificazione di un
transistor
 Fare esperienza e
 Spiegare che il legame  Discutere il legame
•
rendere ragione dei
covalente in cui gli
covalente degli
vari aspetti del
elettroni
elettroni dell’atomo di
metodo sperimentale,
appartengono non a
idrogeno e
dove l’esperimento è
un singolo atomo, ma
estenderne le
ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
COMPETENZE
Dalle indicazioni
nazionali
inteso come
interrogazione
ragionata dei
fenomeni naturali,
scelta delle variabili
significative, raccolta
e analisi critica dei
dati e dell’affidabilità
di un processo di
misura, costruzione
e/o validazione di
modelli.
Traguardi formativi
Contenuti irrinunciabili
all’intera molecola
considerazioni al caso
richiede lo studio
dei solidi.
dell’ampiezza di
 Definire la banda di
probabilità.
valenza e la banda di
 Introdurre il concetto
conduzione.
di «banda» di energia.
 Formulare ipotesi
 Spiegare la
esplicative utilizzando
conduzione in un
modelli, analogie e
semiconduttore
leggi.
intrinseco e drogato
Le particelle elementari
Indicatori
 Calcolare la densità
dei portatori di carica
in un semiconduttore
•
 Analizzare il
•
funzionamento del
diodo e del transistore
e valutarne l’utilizzo e
l’importanza nella
realtà sociale e
scientifica.
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive.
 Comprendere come
gli sviluppi della fisica
possono essere
rilevanti anche in
diagnostica medica.
 Comprendere e
 Sapere che un ruolo
 Formulare ipotesi
 Mostrare come
 Discutere
•
l'intensità di una forza
l'unificazione
dipenda dalla massa
elettrodebole sulla
del portatore.
base delle similitudini
nel valore
 Descrivere i leptoni e
dell'accoppiamento.
le loro proprietà.
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive.
esplicative utilizzando
modelli, analogie e
leggi.
fondamentale gioca
nel campo del futuro
scientifico la fisica
delle particelle.
 Descrivere barioni e
 Osservare e
identificare fenomeni.
•
mesoni mediante il
modello a quark.
l'importanza del
bosone di Higgs.
 Descrivere a grandi
•
linee le particelle
nucleari e le loro
proprietà.
 Definire le forze
elettromagnetica e
forte.
 Individuare i tre tipi di
forze e le tre famiglie
Analizzare la teoria
di particelle-materia.
quantistica dei campi.
 Inquadrare nel
modello standard la
disposizione delle
particelle
 Analizzare la fisica
delle particelle,
distinguendo tra
particelle e
antiparticelle.
 Distinguere tra
particelle-forza e
particelle-materia.

 Capire il ruolo e
ELETTROMAGNETISMO, RELATIVITA’, FISICA QUANTISTICA, FISICA MODERNA
Dalle indicazioni
nazionali
COMPETENZE
Traguardi formativi
Indicatori
Contenuti irrinunciabili
fondamentali.
 Alla luce della teoria
Cosmologia
quantistica, formulare
i concetti di campimateria e campi-forza.
 Osservare e
 Analizzare il filo rosso  Comprendere la
identificare fenomeni.
che lega tra loro
rilevanza della
argomenti
radiazione cosmica di
apparentemente
fondo tra le prove
distanti alla ricerca
sperimentali del Big
dell’unificazione delle
Bang
grandezze e dei
 Descrivere le
concetti.
progressive
unificazioni compiute
dagli scienziati nel
corso dei secoli.
•
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive.
•
 Formulare ipotesi
 Illustrare come la
esplicative utilizzando
legge di Hubble
modelli, analogie e
implichi l'espansione
leggi.
dell'Universo.
 Conoscere il modello
del Big Bang
 Riconoscere la
necessità
dell'esistenza della
materia oscura.
 Capire come le
conoscenze
nell'ambito delle
particelle elementari
permettono di
ricostruire all'indietro
la storia dell'Universo
primordiale.
 Capire che gli sviluppi  Il sapere scientifico
dell'astronomia e
rappresenta una
dell'astrofisica sono la
conoscenza
base sperimentale per
modellistica, ma
lo studio della
questa conoscenza
cosmologia e della
non è affatto vuota di
cosmogenesi
contenuto perché,
oltre a includere ciò
che già si sa in una
 Essere in grado di
visione strutturata,
orientarsi e saper
essa è in grado di
maneggiare un certo
predire i risultati di
numero di modelli
osservazioni ancora
scientifici,
da compiere e dà
riconoscendo quando
luogo a innumerevoli
possono essere
applicazioni pratiche.
applicati, è l’essenza
della visione
scientifica del mondo.
•