Fisica - Linee programmatiche per il Primo Biennio.

OBIETTIVI FINALI• fare esperienza, in forma elementare ma rigorosa, del metodo di indagine specifico della fisica, nei suoi aspetti sperimentali, teorici e linguistici• avere consapevolezza critica del proprio operato• definire il campo di indagine della Fisica

OBIETTIVI INTERMEDIApprendere a:

• modellizzare situazioni reali• risolvere problemi • esplorare fenomeni • sviluppare abilità relative alla misura• descrivere fenomeni con un linguaggio adeguato (incertezze, cifre significative, grafici)• conoscere sempre più consapevolmente la disciplina• rielaborare in maniera critica gli esperimenti fatti

METODI E STRUMENTI• Lezione frontale• Esperimenti di laboratorio con scrittura di relazioni di laboratorio• Uso del laboratorio di informatica e audiovisivi• Sviluppo dei temi secondo modalità e con un ordine coerenti con gli strumenti concettuali e con le conoscenze matematiche già in possesso degli studenti o contestualmente acquisite nel corso parallelo di Matematica

PRIMO ANNO

MODULO Unità Didattica Obiettivi relativi al sapere Obiettivi relativi al saper fare

Modulo 1:il linguaggio della fisica

classica

1. Calcoli approssimati, grandezze fisiche, misure ed errori, cambiamenti di scala

Grandezze, grandezze omogenee e non omogenee, grandezze dimensionali. Notazione scientifica, ordine di grandezza. Aspetti fondamentali degli strumenti di misura. Misure di una grandezza. Stime e incertezza di una misura. Cifre significative. Come si scrive il risultato di una misura. Errore assoluto e relativo.

Riconoscere le dimensioni di una grandezza. Valutare l’ordine di grandezza di una misura. Utilizzare correttamente un semplice strumento di misura. Operare coi numeri approssimati. Identificare le cifre significative di un numero. Scrivere il risultato di una misura col numero corretto di cifre significative. Confrontare l’accuratezza di due misure. Misurare grandezze.

2. Relazioni, funzioni, modelli

Principali relazioni tra grandezze (proporzionalità, ecc.). Metodo grafico e algebrico per la scelta di un modello. Criteri empirici per l’accettazione o il rifiuto di un modello proposto.

Fare tabelle e grafici. Usare un grafico per formulare un’ipotesi, sulla base di alcuni modelli noti. Utilizzare strumenti informatici per costruire grafici e tabelle e per controllare un’ipotesi sperimentale.

Modulo 2:La Meccanica

1. Le forze

Vettori. Operazioni con i vettori. Forza peso, forza d’attrito, forza elastica.

Distinguere fra grandezze scalari e grandezze vettoriali, definendo queste ultime e operando con esse.Introdurre il concetto di forza e i suoi principali esempi. Distinguere fra massa e peso. Misurare le forze e la loro risultante in semplici situazioni sperimentali.

2. L’equilibrioLeggi dell’equilibrio dei corpi e dei fluidi. La pressione.

Determinare la condizione di equilibrio meccanico in situazioni concrete in base alle leggi della statica. Determinare la condizione di equilibrio in un fluido omogeneo e la pressione al suo interno. Determinare la condizione di galleggiamento di un solido in un fluido. Verificare e predire in situazioni di Laboratorio le condizioni di equilibrio.

Modulo 3: l’ottica geometrica

1. La riflessione e la rifrazione

Ottica geometrica. La riflessione e gli specchi. La rifrazione e le lenti.

Riprodurre i fenomeni della riflessione e della rifrazione della luce e interpretarliin base alle loro leggi.

2. Gli strumenti ottici La macchina fotografica, il microscopio, il cannocchiale.

Sperimentare il funziona- mento dei principali strumenti ottici e interpretarlo in base alle leggi della riflessione e rifrazione.

SECONDO ANNO

MODULO Unità Didattica Obiettivi relativi al sapere

Obiettivi relativi al saper fare

Modulo 1: La Meccanica

1. I moti: la cinematica del punto materiale in una dimensione

Moti dal punto di vista cinematico: la velocità, l’accelerazione, il moto uniforme, il moto accelerato, il moto vario

Calcolare velocità medie, e accelerazioni medie. Conoscere il significato dei loro valori istantanei. Saper usare le leggi orarie del moto uniforme e uniformemente accelerato in semplici problemi, anche con l’uso di grafici. Saper leggere il grafico di un moto vario. Misurare velocità medie e accelerazioni medie in situazioni reali.

2. La cinematica: I moti nel piano

Vettori spostamento e velocità. Il moto circolare uniforme. Il moto armonico.La composizione dei moti.

Saper disegnare i vettori spostamento e velocità in due dimensioni, e saperli scomporre in componenti e ricomporre da esse. Saperli disegnare correttamente lungo le traiettorie dei principali moti in due dimensioni, e trarre conclusioni corrette da tali rappresentazioni grafiche. Indagare sperimentalmente relazioni fra i parametri di una traiettoria nel piano.

3. I moti: la dinamica

Moti dal punto di vista dinamico: prima esposizione delle leggi di Newton, con particolare attenzione alla seconda legge. Le forze e il movimento.

Saper riprodurre sperimentalmente le condizioni di validità in cui è approssimativamente valido il 1° principio. Saper risolvere semplici problemi relativi al 2° principio. Misurare e collegare forze, masse e accelerazioni.

4. Il lavoro e l’energia

I concetti di lavoro ed energia. Prima trattazione della legge di conservazione della energia meccanica totale

Saper applicare i concetti di lavoro e potenza all’impiego pratico di una macchina. Saper determinare praticamente le condizioni approssimative che corrispondono a un sistema isolato meccanicamente

Modulo 2: i fenomeni termici

1. La temperatura e il calore. Gli scambi di calore.

Il termometro. La dilatazione termica. Il calore specifico. Il calorimetro.

Definire da un punto di vista macroscopico, le grandezze temperatura e quantità di calore scambiato. Introdurre il concetto di equilibrio termico. Saper misurare temperature, dilatazioni termiche, calori specifici.

2. Gli stati della materia Solidi, liquidi, gas. Temperature dei passaggi di stato. Calore latente.

Osservare in laboratorio passaggi di stato e misurare le temperature del passaggio. Misurare calori latenti.

Saperi minimi di Fisica - Primo Biennio

Fisica - Linee programmatiche dei saperi minimi per il primo biennio.

Obiettivi Finali

Fare esperienza, in forma elementare, del metodo scientifico, sapendo ripercorrere i tratti essenziali di alcuni esperimenti, come la determinazione del volume di un solido o quella della Legge di Hooke e saper fornire esempi semplici tratti dalla realtà quotidiana in relazione ai concetti fondamentali della fisica.

Obiettivi Intermedi

Apprendere a:

1. Individuare le variabili significative dei fenomeni analizzati in classe2. Risolvere problemi semplici3. Sviluppare abilità relative al processo di misurazione4. Sapere gestire equazioni lineari contenenti le grandezze fisiche fondamentali5. Saper descrivere semplici esperimenti con linguaggio scritto e/o orale

adeguato

Metodi e Strumenti

1. Lezione frontale2. Esperimenti di laboratorio con scrittura di relazioni di laboratorio schematiche3. Sviluppo dei temi secondo modalità e con un ordine coerenti con gli strumenti

concettuali e con le conoscenze matematiche già in possesso degli studenti o contestualmente acquisite nel corso parallelo di Matematica

CONTENUTI

1° ANNO 1° PERIODO

MODULO Unità Didattica Obiettivi minimi relativi al sapere e al saper fare

Modulo 1:il linguaggio della fisica classica

1. Calcoli approssimati, grandezze fisiche, misure ed errori, cambiamenti di scala

Conoscere le grandezze fisiche principali in esame nel biennio e le loro unità di misura. Sapere distinguere fra grandezze fondamentali e derivate. Conoscere gli strumenti principali della statistica (media, semidispersione). Teoria della misura: incertezza e scrittura di una misura in maniera corretta. Notazione scientifica, ordine di grandezza. Equivalenze di misure di lunghezza, area e volume.

2. Relazioni, funzioni, modelli

Conoscere le principali relazioni tra grandezze (proporzionalità diretta, inversa, ecc.). Saper associare un grafico a ognuna delle proporzionalità studiate e la relativa equazione. Saper associare al grafico e all’equazione di una funzione una tabella di dati numerici.

1° ANNO 2° PERIODO

MODULO Unità Didattica Obiettivi minimi relativi al sapere e al saper fare

Modulo 2:la meccanica

1. Le forze

I vettori geometrici. Operazioni con i vettori. Distinguere fra grandezze scalari e vettoriali. Spostamento e forze sono grandezze vettoriali. Conoscere la forza peso, la reazione vincolare, la forza d’attrito, e la forza elastica.

2. L’equilibrio del punto materiale, del corpo rigido e dei fluidi

Conoscere la condizione di equilibrio del punto materiale: saper risolvere semplici esercizi sul piano orizzontale e sul piano inclinato. Il corpo rigido e le leve di primo genere. Il momento di una forza. I Fluidi e l’equilibro. La pressione. Principio di Pascal, Legge di Stevino e Spinta di Archimede: saperli enunciare e risolvere semplici esercizi connessi alla pressione atmosferica o alla pressione di un liquido.

Modulo 3: L’ottica geometrica

1. La riflessione e la rifrazione

Ottica geometrica. La riflessione e gli specchi. La rifrazione e le lenti. Conoscere le leggi di riflessione e rifrazione e saper risolvere semplici problemi relativi alla riflessione di un raggio di luce su una superficie e alla sua rifrazione al passaggio fra due superfici diverse

2° ANNO 1° PERIODO

MODULO Unità Didattica Obiettivi minimi relativi al sapere e al saper fareModulo 1: La Meccanica

1. La cinematica: moti rettilinei e nel piano

Moti dal punto di vista cinematico: la velocità, l’accelerazione. Sapere definire il tipo di moto e saper individuare l’equazione oraria nel moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato. Il moto circolare uniforme: periodo, frequenza e velocità angolare. Saper definire l’accelerazione centripeta e

risolvere semplici esercizi collegando velocità angolare, tangenziale e accelerazione

2. La Dinamica

Moti dal punto di vista dinamico: Sapere enunciare i principi della dinamica. Le forze e il movimento: Saper risolvere semplici problemi relativi al 2° e al 3° principio, collegando forze, masse e accelerazioni.

2° ANNO 2° PERIODO

MODULO Unità Didattica Obiettivi minimi relativi al sapere e al saper fare

Modulo 1: La Meccanica 3. Il lavoro e

l’energia

Sapere i concetti di lavoro ed energia. Saper determinare energia cinetica e potenziale gravitazionale ed elastica. Saper distinguere fra forze conservative e non e determinare, in casi semplici, la conservazione dell’energia meccanica totale. Sapere cosa è un sistema isolato, distinguere fra urti elastici e non elastici e risolvere semplici esercizi sugli urti non elastici.

Modulo 2: I fenomeni termici

1. La temperatura e il calore. Gli scambi di calore.

Sapere il concetto di temperatura e conoscere il fenomeno della dilatazione termica. Le trasformazioni di un gas. Conoscere il concetto di calore come forma di energia. L’equilibrio termico e il calore specifico: saper risolvere semplici problemi di equilibrio termico.

2. Gli stati della materia

Solidi, liquidi, gas. Temperature dei passaggi di stato. Calore latente di fusione.

Fisica - Linee programmatiche per il Triennio

Finalità :

In questa fase della vita scolastica lo studio della fisica cura e sviluppa in particolare:

1. la comprensione dei procedimenti caratteristici dell’indagine scientifica, che si articolano in un continuo rapporto tra costruzione e attività sperimentale;2. la capacità di reperire informazioni, di utilizzarle in modo autonomo e finalizzato e di comunicarle con un linguaggio scientifico;3. la capacità di analizzare e schematizzare situazioni reali e di affrontare problemi concreti, anche al di fuori dello stretto ambito disciplinare;4. la capacità di riconoscere i fondamenti scientifici presenti nelle attività tecniche;5. la consapevolezza delle potenzialità, dello sviluppo e dei limiti delle conoscenze scientifiche;6. la capacità di cogliere le relazioni tra lo sviluppo delle conoscenze fisiche e quello del contesto umano storico e tecnologico;7. la capacità di cogliere l’importanza del linguaggio matematico come potente strumento nella descrizione del mondo e di utilizzarlo adeguatamente.

Obiettivi :

Alla fine del triennio l’alunno dovrà possedere, sotto l’aspetto concettuale, i contenuti previsti dal programma ed essere in grado di:

22824. inquadrare in un medesimo schema logico situazioni diverse, riconoscendo analogie e differenze, proprietà varianti e invarianti;22825. collegare le conoscenze acquisite con le implicazioni della realtà quotidiana;22826. riconoscere l’ambito di validità delle leggi scientifiche;22827. conoscere, scegliere e gestire strumenti matematici adeguati e interpretarne il significato fisico;22828. formulare ipotesi di interpretazione dei fenomeni osservati, dedurre conseguenze e proporre verifiche;22829. scegliere tra diverse schematizzazioni esemplificative la più idonea alla soluzione di un problema reale;22830. valutare l’attendibilità dei risultati sperimentali ottenuti;22831. utilizzare il linguaggio specifico della disciplina;22832. comunicare in modo chiaro e sintetico le procedure seguite nelle proprie indagini, i risultati raggiunti e il loro significato.

Classe Terza – Liceo Scientifico

TITOLI, CONTENUTI Moduli o UNITA’ DIDATTICHE

• MODULO 0 Le grandezze e il moto.o Unità di misura. La notazione scientifica. Il concetto di variazione. Posizione e

distanza su una retta. Istante ed intervallo di tempo. Il sistema di riferimento. La velocità. L’accelerazione. I vettori.

• MODULO 1 I principi della dinamica e la relatività galileiana.o Il primo principio. I sistemi di riferimento inerziali. Il principio di relatività galileiana.

La massa inerziale e le definizioni operative. Il secondo e il terzo principio della dinamica.

• MODULO 2 Le forze e il moto.o Il moto rettilineo uniforme,uniformemente accelerato, il moto parabolico, il moto

circolare, il moto armonico in relazione alle forze che li causano.• MODULO 3 Applicazione dei principi della dinamica.

o Le componenti di un vettore. Il prodotto scalare e vettoriale. Il piano inclinato. La condizione di equilibrio di un punto materiale. Il vettore momento di una forza e di una coppia di forze. la condizione di equilibrio per un corpo rigido. Il moto armonico della molla e del pendolo

• MODULO 4 Il lavoro e l’energiao Il lavoro di una forza. La potenza. L’energia cinetica. Forze conservative e non

conservative. L’energia potenziale gravitazionale ed elastica. La conservazione dell’energia meccanica.

• MODULO 5 La quantità di moto e il momento angolare.o La quantità di moto e la sua conservazione. L’impulso di una forza. I principi della

dinamica e la legge di conservazione della quantità di moto. I tipi di urto. Il centro di massa. Il momento angolare: la sua conservazione e variazione. Il momento d’inerzia.

• MODULO 6 La gravitazioneo Le leggi di Keplero. La gravitazione universale. Massa inerziale e massa

gravitazionale. Il moto dei satelliti. Il campo gravitazionale.• MODULO 7 La meccanica dei fluidi

o La pressione. La legge di Stevino e di Pascal . I vasi comunicanti. La spinta di Archimede. La corrente di un fluido. L’equazione di continuità e di Bernoulli. L’effetto Venturi.

• MODULO 8 La temperaturao La definizione operativa della temperatura. La dilatazione lineare e volumica dei solidi

e dei liquidi. Le leggi di Gay – Lussac. La legge di Boyle. Il gas perfetto. La mole e il numero di Avogadro. L’equazione di stato dei gas perfetti.

• MODULO 9 Il caloreo Calore e lavoro. Capacità e calore specifico. Il calorimetro. Il passaggio del calore

nella materia(conduzione,convezione,irraggiamento)• MODULO 10 Il modello microscopico della materia

o Il moto browniano. La pressione del gas perfetto e il suo calcolo. La temperatura dal punto di vista microscopico. La velocità quadratica media. Gas liquidi e solidi.

• MODULO 11 Cambiamenti di statoo I passaggi tra stati di aggregazione. Fusione,solidificazione, vaporizzazione e

condensazione. Il vapore saturo e la sua pressione. Condensazione e temperatura critica. La sublimazione.

Saperi minimi di Fisica - classi Terze

Fisica - Linee programmatiche dei saperi minimi per le classi terze

Obiettivi Finali

Consolidare il legame fra le forze e il moto, saper enunciare i principi della dinamica e della termodinamica, conoscere gli ambiti di validità dei principi di conservazione della meccanica e della termodinamica e saper fornire esempi semplici tratti dalla realtà quotidiana in relazione ai concetti fondamentali della fisica

Obiettivi Intermedi

Apprendere a:

1. Individuare le variabili significative dei fenomeni analizzati in classe2. Risolvere problemi semplici3. Sapere gestire equazioni contenenti le grandezze fisiche fondamentali4. Saper descrivere semplici esperimenti con linguaggio scritto e/o orale

adeguato

Metodi e Strumenti

1. Lezione frontale2. Esperimenti di laboratorio con scrittura di relazioni di laboratorio schematiche3. Sviluppo dei temi secondo modalità e con un ordine coerenti con gli strumenti

concettuali e con le conoscenze matematiche già in possesso degli studenti o contestualmente acquisite nel corso parallelo di Matematica

CONTENUTI

1° PERIODO

MODULO Unità Didattica Obiettivi minimi relativi al sapere e al saper fare

Modulo 1:il linguaggio della fisica classica

1. Richiami sulla teoria della misura, sul calcolo vettoriale, sulle forze e sui moti

Conoscere e distinguere le grandezze fisiche principali in fondamentali e derivate, e le loro unità di misura. Teoria della misura: incertezza e scrittura di una misura in maniera corretta, principali strumenti della statistica in relazione al processo di misurazione in fisica. Notazione scientifica, ordine di grandezza. Equivalenze di misure. Saper trarre informazioni dalla lettura di un grafico. Conoscere il concetto di sistema di riferimento e la relatività del moto. Conoscere il calcolo vettoriale e riconoscere la natura vettoriale di spostamenti e forze.

2. Richiami di cinematica

Conoscere le leggi orarie dei moti rettilinei e nel piano. Saper dedurre dal diagramma orario la natura del moto.

Modulo 2: la meccanica newtoniana

1. I principi della dinamica

Mettere in relazione le osservazioni sperimentali e la formulazione dei principi della dinamica. Comprende il ruolo delle leggi del moto. Saper formulare i principi della dinamica ed esprimere la relazione tra massa inerziale e accelerazione, saper distinguere sistemi inerziali e non inerziali.

2. Applicazione dei principi della dinamica

Moto parabolico e moto circolare uniforme alla luce dei principi della dinamica. Forza centripeta e forze apparenti. Forza di Coriolis (cenni). Saper impostare l'equazione del moto armonico nel caso del pendolo e della molla e sapere le leggi che ne determinano il periodo

2° PERIODO

MODULO Unità Didattica Obiettivi minimi relativi al sapere e al saper fareModulo 2:la meccanica newtoniana 3. I principi di

conservazione

Lavoro e potenza. Energia cinetica e potenziale. Conoscere il teorema dell’energia cinetica. Riconoscere le differenze fondamentali tra il lavoro compiuto da una forza conservativa e non. Energia meccanica e sua conservazione. Applicazioni allo studio del moto dei corpi e a contesti reali.

4. Il corpo rigido e la conservazione del momento angolare

Conoscere il momento di una forza, la quantità di moto e il momento angolare. Conoscere il concetto di sistema isolato e i principi di conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Saper mettere in relazione i principi della dinamica e la conservazione della quantità di moto. Urti elastici e anelastici. Conoscere il teorema dell'impulso.

Saper calcolare in casi semplici il centro di massa e il momento di inerzia.

5. La gravitazione

Formulare le leggi di Keplero. Definire il vettore g. Conoscere la legge di gravitazione universale e saperla utilizzare per determinare la costante G, la massa della Terra e per risolvere semplici problemi. Conoscere la velocità di fuga.

Modulo 3: La meccanica dei fluidi

1. La statica dei fluidi

Densità e pressione di un fluido. Conoscere e saper applicare il principio di Pascal., la Legge di Stevino e la Spinta di Archimede. Rappresentare la caduta di un corpo in un fluido

2. La dinamica dei fluidiDefinire la portata di un fluido e conoscere e saper applicare a problemi semplici l'equazione di continuità

Modulo 4: la calorimetria

1. La temperatura Stabilire il protocollo di misura della temperatura. Effettuare le conversioni da una scala all’altra. Formulare le leggi di dilatazione dei solidi, liquidi e gas.

2.Il calore e i cambiamenti di stato

Individuare i meccanismi di trasmissione del calore. Conoscere i cambiamenti di stato e le leggi che li regolano. Definire calore specifico e capacità termica. Formulare le proprietà dell’equilibrio termico. Definire il concetto di calore latente. Conoscere il calorimetro e saper definire un protocollo sperimentale per determinare il calore specifico di un solido

Modulo 5: la termodinamica

1. I gas perfetti

Conoscere le equazioni di Gay-Lussac e di Boyle. Conoscere le principali trasformazioni termodinamiche e saper risolvere problemi relativi a trasformazioni reversibili. Definire l'energia interna di un gas perfetto e il lavoro di una trasformazione termodinamica. Energia come funzione di stato di un gas perfetto. Conoscere i principi della termodinamica.

2. La teoria cinetica dei gas

Modello microscopico di un gas perfetto. Sapere la connessione microscopica fra temperatura e energia cinetica di un gas. Descrivere i meccanismi microscopici nei cambiamento di stato

Classe Quarta – Liceo Scientifico

Modulo Unità Didattica Temi

Modulo 1

I principi della termodinamica

1. Primo Principio della Termodinamica

Gli scambi di energia. L’energia interna di un sistema fisico. Il principio zero della termodinamica. Trasformazioni reali e quasi statiche. Il lavoro termodinamico. Primo principio della termodinamica e sue applicazioni. Calori specifici dei gas perfetti. La trasformazioni adiabatiche.

2. Secondo Principio della Termodinamica

Le macchine termiche. Primo enunciato: Lord Kelvin. Secondo enunciato: Clausius. Terzo enunciato: il rendimento. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Teroema di Carnot. Ciclo di Carnot. Rendimento di una macchina di Carnot. Il motore dell’automobile. Il frigorifero.

3. Entropia e disordine

La disuguaglianza di Clausius. L’entropia. L’entropia di un sistema isolato. Il quarto enunciato del secondo principio. L’entropia di un sistema non isolato. Il secondo principio dal punto di vista molecolare. Stati macroscopici e microscopici. L’equazione di Boltzmann per l’entropia. Il terzo principio della termodinamica.

Modulo 2

Onde

1. Le onde elastiche

Le onde. Fronti d’onda e raggi. Le onde periodiche. Le onde armoniche. L’interferenza. L’interferenza in un piano e nello spazio.

2. Il suono Le onde sonore. Le caratteristiche del suono. I limiti dell’udibilità. L’eco. Le onde stazionarie. I battimenti. L’effetto Doppler.

3. Le onde luminose

Onde e corpuscoli. L’irradiamento e l’intensità di radiazione. Le grandezze fotometriche. L’interferenza della luce. Il fenomeno della diffrazione. La diffrazione della luce. Il reticolo di diffrazione. I colori e la lunghezza d’onda. L’emissione e l’assorbimento della luce.

Modulo 3

Il campo elettrico

1. La carica elettrica e la Legge di Coulomb

L’elettrizzazione per strofinio. I conduttori e gli isolanti. La definizione operativa di carica elettrica. La Legge di Coulomb. L’esperimento di Coulomb. La forza di Coulomb nella materia. L’elettrizzazione per induzione.

2. Il campo elettrico

Il vettore campo elettrico. Il campo elettrico di una carica puntiforme. Le linee di campo elettrico. Il flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie. Il flusso di campo elettrico e il teroema di Gauss. Il campo elettrico di una distribuzione piana infinita di carica. Altri campi elettrici con particolari simmetrie.

3. Il potenziale elettrico

L’energia potenziale elettrica. Il potenziale elettrico. Le superfici equipotenziali. La deduzione del campo elettrico dal potenziale. La circuitazione del campo elettrostatico.

4. Fenomeni di elettrostatica

La distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio eletrrostatico. Il campo elettrico e il potenziale in un conduttore all’equilibrio. Il problema generale dell’elettrostatica. La capacità di un conduttore. Il condensatore. La capacità del condensatore sferico. Condensatori in serie e parallelo. Energia immagazzinata in un condensatore. Verso le equazioni di Maxwell.

5. La corrente elettrica continua

L’intensità della corrente elettrica. I generatori di tensione e i circuiti elettrici. La prima legge di Ohm. I resistori in serie e in parallelo. Le leggi di Kirchoff. La trasformazione dell’energia elettrica. La forza elettromotrice.

6. La corrente elettrica nei metalli

I conduttori metallici. La seconda legge di Ohm. La dipendenza della resistività dalla temperatura. Carica e scarica di un condensatore. L’estrazione degli elettroni da un metallo L’effetto Volta. L’effetto termoelettrico e la termocoppia.

7. La corrente elettrica nei liquidi e nei gas

Le soluzioni elettrolitiche. L’elettrolisi. Le leggi di Faraday per l’elettrolisi. Le pile e gli accumulatori. La conducibilità nel gas. I raggi catodici.

8. La forza magnetica

Prime evidenze sperimentali.

Saperi minimi di Fisica - classi Quarte

Obiettivi Finali

Consolidare e approfondire le conoscenze sui principi della termodinamica. Comprendere il modello fisico di onda, in particolare per rappresentare i fenomeni acustici e luminosi. Comprendere il significato delle grandezze introdotte per la descrizione dei fenomeni dell’elettrostatica. Saper fornire esempi semplici tratti dalla realtà quotidiana in relazione ai concetti fondamentali della fisica.

Obiettivi Intermedi

Apprendere a:

1. Individuare le variabili significative dei fenomeni analizzati in classe2. Risolvere problemi semplici3. Sapere gestire equazioni contenenti le grandezze fisiche fondamentali4. Saper descrivere semplici esperimenti con linguaggio scritto e/o orale adeguato

Metodi e Strumenti

1. Lezione frontale2. Esperimenti di laboratorio con scrittura di relazioni di laboratorio schematiche3. Sviluppo dei temi secondo modalità e con un ordine coerenti con gli strumenti concettuali e con

le conoscenze matematiche già in possesso degli studenti o contestualmente acquisite nel corso parallelo di Matematica

Contenuti

MODULO Unità didattica Obiettivi relativi al sapere e al saper fare

Modulo 1:

I principi della

termodinamica

1.I principi della termodinamica

Comprendere le caratteristiche di un sistema termodinamico.Distinguere le trasformazioni reali da quelle quasistatiche.Riconoscere i diversi tipi di trasformazione termodinamica e le loro rappresentazioni grafiche.Applicare il primo principio della termodinamica nelle trasformazioni isoterme, isocore, isobare, adiabatiche e cicliche.Comprendere i diversi enunciati del secondo principio della termodinamica.Distinguere tra trasformazioni reversibili e irreversibili.Comprendere il rendimento di una macchina termica, il teorema di Carnot e il funzionamento della macchina di Carnot.Conoscere il funzionamento di un frigorifero.

2.Entropia e disordine

Conoscere la disuguaglianza di Clausius e comprendere le variazioni di entropia nelle trasformazioni termodinamiche, in particolare per un sistema isolato.Comprendere la relazione tra probabilità ed entropia.

Modulo 2:

Onde

1.Le onde elastiche

Distinguere i vari tipi di onda e saper individuare le caratteristiche di un’onda, in particolare di un’onda armonica.Conoscere il principio di sovrapposizione e distinguere le condizioni per l’interferenza costruttiva e distruttiva.

2.Il suono

Distinguere le caratteristiche di un’onda sonora.Comprendere il concetto di onda stazionaria.Saper distinguere come intervengono frequenza, lunghezza d’onda e velocità nell’effetto Doppler.

3.Le onde luminose

Distinguere tra irradiamento e intensità della radiazione luminosa.Comprendere l’esperimento di Young e il fenomeno dell’interferenza della luce, in particolare l’espressione trigonometrica delle formule per l’interferenza.Comprendere il fenomeno della diffrazione della luce.Conoscere il fenomeno dell’emissione e dell’assorbimento della luce.

Modulo 3:

Il campo elettrico

1.La legge di Coulomb e il campo elettrico

Conoscere i metodi di elettrizzazione e il significato di carica elementare.Saper applicare la forza di Coulomb e il principio di sovrapposizione.Calcolare il campo elettrico in prossimità di una carica o di

semplici distribuzioni di cariche.Comprendere il significato di linee di campo per rappresentare il campo elettrico prodotto da una carica o da semplici distribuzioni di cariche.Conoscere il teorema di Gauss e saperlo applicare per calcolare principali campi elettrici con particolari simmetrie.

2.Il potenziale elettrico

Comprendere il concetto di energia potenziale e di potenziale elettrico.Calcolare il potenziale elettrico di una carica puntiforme.Dedurre il valore del campo elettrico dalla conoscenza locale del potenziale.Comprendere il significato di campo conservativo e il suo legame con il valore della circuitazione.

3.Fenomeni di elettrostatica

Comprendere il concetto di equilibrio elettrostatico e come interviene nella deduzione del campo elettrico e del potenziale. Conoscere la capacità di un condensatore piano e come determinare la capacità di condensatori in serie e in parallelo. Calcolare l’energia immagazzinata in un condensatore.

Classe Quinta – Liceo Scientifico

Modulo Unità Didattica Obiettivi relativi al sapere Obiettivi relativi al saper fare

Modulo 0 Campo magnetico Il vettore campo magnetico. L’esperienza di Oersted. Le esperienze di Faraday e di Ampère. Forza di Lorentz. Forza esercitata da un campo magnetico su un filo percorso da corrente. Campo magnetico generato da un filo e da un solenoide. Azione di un campo magnetico su una spira percorsa da corrente. Flusso del campo magnetico. Circuitazione del campo magnetico. Teorema di Ampère. Moto di cariche in campi magnetici. Moto di cariche in campi elettrici e magnetici.

Risolvere problemi relativi al moto di cariche in campo magnetico. Risolvere problemi relativi al calcolo di campo magnetico generato da conduttori percorsi da corrente.

Modulo 1 Revisione e complementi sulla teoria dei campi

Campi, conservativi e non. Campi e forze. Potenziale, grandezze elettrostatiche.

Risolvere problemi relativi a campi e forze, conservative e non. Dimostrare le principali relazioni tra forze e campi. Calcolare, usando l’analisi matematica, alcuni campi semplici.

Modulo 2 Elettrodinamica, equazioni di Maxwell

Corrente elettrica. Moto di cariche elettriche sottoposte a campi elettrici e magnetici. Induzione elettromagnetica. Relazioni generali tra campo elettrico e magnetico, equazioni di Maxwell.

Risolvere problemi relativi a circuiti elettrici. Risolvere problemi relativi al moto delle cariche elettriche. Interpretare il significato fisico della legge di Neumann. Esprimere in forma differenziale e integrale le relazioni tra i campi. Illustrare il significato delle correnti di spostamento. Illustrare il significato fisico delle equazioni di Maxwell.

Modulo 3 Teoria della relatività

Sistema inerziale. Trasformazioni galileiane. Invarianza delle equazioni di Newton e di non invarianza delle equazioni di Maxwell rispetto alle trasformazioni galileiane. Postulati della relatività ristretta. Sincronizzazione degli orologi. Trasformazioni di Lorentz. Conseguenze delle trasformazioni di Lorentz. Rappresentazione quadridimensionale delle trasformazioni di Lorentz. Meccanica relativistica. Principio di equivalenza e relatività generale (per sommi capi). Evoluzione dell’Universo.

Dimostrare le principali relazioni e formule. Spiegarne il significato fisico. Risolvere problemi di cinematica e dinamica relativistica.

Modulo 4 Teoria dell’atomo e del nucleo

Crisi della meccanica classica. Ipotesi di Planck per il corpo nero. L’effetto fotoelettrico e l’ipotesi di Einstein. L’atomo di Bohr e i numeri quantici. Aspetti ondulatori della materia. Principi della meccanica quantistica.

Saper valutare l’impatto del cambiamento di prospettiva. Saper valutare semplici livelli energetici.

Modulo 5 Nuclei e Particelle La radioattività. Gli isotopi, protoni e neutroni. L’interazione forte e l’interazione debole. Cenni sulla fusione e fissione. Cenni sui reattori nucleari.

La radioattività. Gli isotopi, protoni e neutroni. L’interazione forte e l’interazione debole. Cenni sulla fusione e fissione. Cenni sui reattori nucleari.

Verifiche e valutazione

Nell’ambito della programmazione del dipartimento di Matematica e Fisica sono stati condivisi i criteri generali della valutazione espressi per Matematica e sono state evidenziate le caratteristiche specifiche della Fisica.

La valutazione globale di Fisica avverrà su tre livelli.

1. Colloquio orale: la valutazione tenderà alla verifica del raggiungimento degli obiettivi specifici di quel modulo e avverrà sia tramite un’interrogazione tradizionale sia attraverso la partecipazione a dibattiti e discussioni in classe su opportune domande stimolo.

2. Prova scritta: si ritiene che all’interno del punteggio attribuito ad ogni quesito debbano valutarsi i seguenti aspetti con i seguenti pesi.

Abilità Pesi

Conoscenza delle leggi fisiche 3

Utilizzo di queste nell’ambito di un corretto svolgimento dello specifico quesito 2

Valutazione dell’ordine di grandezza del risultato previsto 1

Chiarezza, linearità e uso corretto del linguaggio scientifico 2

Ottimizzazione della strategia di risoluzione 2

3. Attività di laboratorio: verrà effettuata una valutazione delle relazioni prodotte tenendo conto anche della capacità di progettazione e, specie nel biennio, della capacità di lavorare in gruppo.

LICEO SCIENTIFICO TALETEGRIGLIA DI VALUTAZIONE DELLA PROVA SCRITTA DI FISICAALUNNO.......................................CLASSE......................... DATA....................................................................INDICATORI Peso degli

indicatoriGiudizio Valut

azione

VOTOattribuito

CONOSCENZE Conoscenza di concetti, termini, regole, metodi, tecnicheInquadramento delle teorie nei vari periodi storici

COMPETENZE

40Conoscenze scarse. Mancanza di comprensione delle richieste. Mancata applicazione dei concetti e delle procedure o Presenza di errori molto gravi. Lessico inadeguato.

1/2/3

Conoscenze lacunose o estremamente superficiali. Impostazione errata degli esercizi o con errori diffusi. Svolgimenti incompleti. Incoerenza nelle argomentazioni. Esposizione impropria e/o confusa

4

Utilizzo della simbologia dpecifica e degli strumenti matematici necesari per trattare le teorie fisiche. Trattazione esauriente rispetto alle richieste. Esposizione corretta.

CAPACITA’ Utilizzo delle conoscenze nell’analisi di situazioni reali. Approfondimento e rielaborazione personale dei contenuti

30

30

Conoscenze incerte, parziali. Incompleta risoluzione degli esercizi. Ridotta padronanza del linguaggio specifico

5

Conoscenze fondamentali. Risoluzione corretta superiore alla metà delle richieste. Trattazione completa di alcune richieste. Assenza di errori gravi. Esposizione semplice ma ordinata

6

Conoscenza discreta dei contenuti e applicazione corretta delle procedure. Trattazione completa di alcune delle richieste. Esposizione appropriata. Uso sostanzialmente corretto della simbologia specifica e degli strumenti della disciplina

7

Comprensione puntuale e conocenza sicura dei contenuti. Individuazione di strategie opportune per la risoluzione degli esercizi. Esposizione corretta ed efficace

8

Preparazione ampia ed approfondita. Utilizzo sicuro delle conoscenze. Rielaborazione personal dei contenuti. Esposizione rigorosa ed articolata.

9/10

CODICE CONDIVISO DI VALUTAZIONE

( approvato nella seduta del Dipartimento del 3/11/2016)

Per la chiarezza del processo di valutazione e per ottenere il massimo rendimento dagli alunni

il docente dovrà all’inizio dell’anno chiarire gli obiettivi di apprendimento e le prestazioni

attese; dovrà comunicare le diverse tipologie di prove previste durante l’anno e la loro

frequenza. Il Dipartimento stabilisce quindi il numero minimo di prove:

Disciplina Primo periodo Secondo periodo

MATEMATICA Minimo 3

biennio e triennio

Minimo 5

biennio e triennio

FISICA Minimo 2

biennio

Minimo 3

biennio

FISICA Minimo 3

triennio

Minimo 5

triennio

Il docente deve esplicitare sempre: i criteri con cui vengono effettuate le valutazioni

intermedie e finali, i criteri di attribuzione del voto dei compiti e delle interrogazioni avendo

cura di riportare i criteri sulla prova scritta; spiegare all’alunno il voto attribuito in modo

chiaro ed articolato; dare chiare indicazioni di lavoro sia per il superamento delle

insufficienze sia per il conseguimento delle eccellenze, predisponendo anche attività di

recupero e di sostegno; non deve svolgere un nuovo compito se non si è comunicato ancora

l’esito del precedente.

Il docente comunicherà con una settimana di anticipo la data delle verifiche , la tipologia ed

i contenuti, dando tempo sufficiente alla preparazione.

Le prove di verifica si programmeranno in modo che possibilmente non ci sia più di una

verifica scritta al giorno. Si può dare la possibilità di recuperare le prove scritte degli alunni

assenti in termini ragionevoli, il docente cercherà di evitare verifiche fuori del proprio orario,

salvo accordo con gli alunni interessati in casi eccezionali.

Per la valutazione sarà utilizzata tutta la scala decimale attribuendo il voto 2 all’impreparato e

1 al compito in bianco, nella valutazione sommativa si considereranno i livelli di partenza , i

risultati delle prove in una prospettiva temporale e le potenzialità dello studente.

La restituzione delle verifiche scritte corrette dovrà avvenire in 21 giorni al massimo per

garantire il valore formativo della comunicazione. Anche per le verifiche orali si concorda

che nello stesso giorno o al massimo il giorno dopo l’alunno possa conoscere la valutazione

dell’ interrogazione.