I laboratori PLS del progetto IDIFO4 a Udine

Unità di Ricerca in Didattica della Fisica

Università degli Studi di Udine

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PROGETTOIDIFO 4Unità di ricerca in Didattica della FisicaUniversità degli Studi di Udine

• LABORATORI COME MODULI FORMATIVI PER INSEGNANTI E STUDENTI (SSS e S. base)

- Lab PLS SSS- Lab PLS Sc Base- LaB esplorativi- La PSO• Master & CP IDIFO4• Scuola Estiva di Fisica

Moderna• MOSTRA GEI• Prestiti kit didattici alle scuole

IDIFO in rete

Le locandine di prenstazione alle scuole

Lo standard dei Lab PLS

Laboratorio PLS: attività non episodicaserie di incontrialmeno 16-20 ore di lavoro degli studenti con la presenza e l’intervento dei docenti.Co-Progettazione e co-realizzazione scuola- università.attività curriculare e/o extra-curriculare

LabA_PLS - Lab che avvicinano alle discipline scientifiche LabB_PLS-Lab autovalutazione LabC_PLS - approfondimento

Le tipologie di Lab in IDIFO3I laboratori PLS in IDIFO3

LabA_PLS – LabB_PLS10 h co-progettazione16 h sperimentazione 4 h analisi dati/valutazione e rielaborazione

Le tipologie di Lab in IDIFO3I laboratori PLS in IDIFO3 – Disc/PSOF

Lab IDIFO314 h formazione 5 h co-progettazione 6 h sperimentazione 5h analisi dati/valutazione e rielaborazione

Le tipologie di Lab in IDIFO3Altri laboratori

MasterclassLab explo (attività esplorative in contesti informali 3h)Lab CLOE (esplorazione di contesti e percrosi di apprendimento – 1-3 h)

Lab - Seminari di storia della Fisica moderna per la didattica

Majorana e FermiLa fisica nucleare in ItaliaLe riceerche sui raggi cosmici in Italia

N. Robotti, Università di GenovaGuerra Francesco (UniRM-La Sapienza)Leone Matteo (UniTO)

Misure con sensori collegati in linea con l’elaboratore

Presso UNIUD

Lab A – Percorsi dall’elettromagnetismo alla SCEsplorazione della superconduttività nelle scuole

Con sensori on-line viene analizzato il breakdown della resistività, associato alla transizione allo stato superconduttivo. L’annullamento del campo magnetico all'interno del superconduttore viene riconosciuto fenomenologicamente nell’esplorazione della levitazione di piccoli magneti su dischi portati allo stato superconduttivo immergendoli in azoto liquido. Si studiano effetti tipici dei superconduttori come l’effetto Meissner e l’effetto pinning.

Lab. – Introduzione alla fisica dei materiali: metalli, semiconduttori, superconduttori

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0 1 2 3 4 5 6 7

ddp (lampadina) (V)

corr

ente

(A

)

Si esplorano le proprietà di conduzione elettrica di materiali diversi con sensori collegati all’elaboratore, per creare un ponte tra la fenomenologia e i processi microscopici di trasporto elettrico

Misure di coefficiente Hall

Misura di R vs TPer metalli,

semiconduttori, superconduttori

Laboratorio basato su un percorso di esperimenti per lo studio della dipendenza della resistività di un superconduttore inFunzione della Temperatura

E studio delle proprietàDi conduzione elettrica di materiali diversi con misure di R vs T e coefficiente Hall

Lab A – Esperimenti di Superconduttività

Lab Esperimenti di fisica avanzata

La misura del rapporto e/m

Esperimento di F-H

Si sviluppano percorsi di proposte sperimentali avanzate e di fisica moderna, che utilizzano nuove tecnologie e in particolare apparati con sensori collegati in linea con l’elaboratore e attività di computer modeling. Ciascun esperimento richiede 2-4 h e prevede il coinvolgimento diretto degli studenti in laboratorio didattico con raccolta e analisi dati per la costruzione di un approccio sperimentale a fenomenologie come quella atomica, degli elettroni

Lab. - Esperimenti di fisica avanzata

La misura della velocità della luce: con il metodo dello spostamento di faseEffetto Ramsauer

Misura e analisi della distribuzione di una figura di diffrazione:

Leggedi Malus per luce Polarizzata

Lab. - Esperimenti di fisica avanzata

Lab. – Le idee della MQ a partire dagli esperimenti con polaroid.

Multimedialità ed esperimenti ideali. I nodi della funzione d’onda

Laboratorio di esplorazione dei concetti fondanti della meccanica quantistica e del suo formalismo di base, nel contesto fenomenologico della polarizzazione esplorata con esperimenti reali e esperimenti ideali a singolo fotone, con applet multimediali che favoriscono il passaggio dalla fenomenologia alla formalizzazione dei concetti..

Lab. – Lab PLS di Fisica moderna

Laboratorio su esperimenti e contesti critici per l’interpretazione classica dei fenomeni

I nuclei fondanti della MQ

Esperimento di F-H

LaA – Diffrazione della luce e fisica ottica Misura e analisi della distribuzione di una figura di diffrazione per la costruzione di un modello ondulatorio della luce

Polarizzazione della luce (utilizzo Kit –PLS per esplorazione sperimentale della polarizzazione della luce

Lab. Percorsi di elettromagnetismoEsplorazione con sensori on-line del campo magnetico B prodotto da sorgenti diverse, per costruire una rappresentazione formalizzata delle linee di campo basata sul concetto di flusso.

Ruolo della variazione del flusso di B nei fenomeni di induzione elettromagnetica

Lab. – Percorsi sui fenomeni termiciEsplorazione di sati e processi termici con i sensori termici on-line per: riconoscere la temperatura come grandezza di stato; studiare le Interazioni termiche e i processi di conduzione termica e le leggi che le descrivono; il riscaldamento e la definizione operativa del calore; le transizioni di fase

Lab. – RTL nel laboratorio (Moto, termici, elettrici e magnetici)

Laboratori in tempo reale per lo studio di fenomeni diversi come:- Il moto con sensori on-line- Fenomeni magnetici con i sensori on-line

Lab. Energia e leggi di conservazione

Percorso di esperimenti per lo studio delle trasformazioni energetiche, il riconoscimento dell’energia come ente fisico (astratto) che presenta quattro tipi fondamentali e l’analisi di bilanci energetici per la riconoscimento della natura conservativa dell’energia.

Lab. Energia e leggi di conservazione

Il riscaldamento di uno stesso cilindretto di alluminio con processi diversi per riconoscere la natura dell’energia come ente che si trasforma da un tipo a un altro.

h = 0,86 cm m = 21 g = 0,0021 kg cal = 0,900 kJ/(kg °C)

M (kg) Mgh (J) mcDT (J)DE/E1,485 12,67 11,97 0,062,267 19,35 18,90 0,023,075 26,24 25,99 0,013,845 33,19 31,66 0,05

M in DT (°C) DT (°C)caduta (kg) sperim. teor.

1,485 0,63 0,672,267 1,00 1,023,075 1,38 1,393,845 1,68 1,76

y = 0,9661x + 0,0423R² = 0,9969

0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 10 15 20 25 30 35

mcD

T (J

)

Mgh (J)

mcDT (J) vs Mgh (J)

Lab. Energia e leggi di conservazione

Lab. Energia e leggi di conservazione

T (s) V (m/s)1,52 7,5657891,23 9,3495931,08 10,648150,99 11,675130,91 12,60274

h (cm) V (cm/s) v2 (cm/s)34,5 7,6 57,2446,0 9,3 87,4157,5 10,6 113,3869,0 11,7 136,3180,5 12,6 158,83

y = 0,1078x + 4,1686R² = 0,9811

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0

v (cm

/s)

h (cm)

V (cm/s)

V (cm/s)

Lineare (V (cm/s))

y = 2,192x - 15,400R² = 0,996

0

20

40

60

80

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120

140

160

180

0 20 40 60 80 100

v2(c

m2 /

s2 )

v2 (cm2/s2)

v2 (cm2/s2)

Lineare (v2 (cm2/s2))

Lab. Energia e leggi di conservazione

Lab. Energia e leggi di conservazione

Lab – Autovalutazione e PSOFA - ORDINAMENTO DI LIQUIDI PER DENSlTÀB - IL BERSAGLIO C - L'ALLUNGAMENTO DEGLI ELASTICI D - LA LEGGE DI RIFRAZIONE

E. Come far ruotare più velocemente un corpo già in rotazione?

F. Come spiegare il moto uniforme di un magnete che cade dentro a un tubo di rame?

Lab. – La fisica nell’educazione stradale

Studio del moto con i sensori: la camminata

Urto: velocità, massa, m*v

Attrito con dinamometro artigianale o sensore on line

Impariamo la fisica nel contesto dell’educazione stradale:dal movimento di una bicicletta alla cinematica del moto

Il ruolo dell’attrito nel moto La fisica dei sistemi di sicurezza

EPOGG . Masterclass sulla fisica delle particelle elementari