Programma di fisica 3A - Liceo Classico Luciano Manara

Liceo Classico Statale «L. Manara»
a. sc. 2013-2014
Programma di FISICA svolto nella classe III A
Testi di riferimento: Ugo Amaldi Corso di fisica 6Ed. vol. 2 Zanichelli 2009
Tranne la termologia e i capitoli 6 e 7 dell’elettromagnetismo, le lezioni e le esperienze di laboratorio sono state svolte seguendo PowerPoint (ppt) e pdf . Il programma è quasi del tutto trascritto seguendo gli argomenti come riportati nel libro di testo. Gli argomenti contrassegnati con (*) sono stati trattati seguendo i sussidi da me forniti.
Tutti i suddetti sussidi sono disponibili all’indirizzo: http://www.liceomanara.it/antonio-covello .
≻ TERMOLOGIA
1 - LA TEMPERATURA
1. Il termometro La misura della temperatura. La definizione operativa della temperatura. Il kelvin. 2. La dilatazione lineare dei solidi. 3. La dilatazione volumica dei solidi 4. La dilatazione volumica dei liquidi Il comportamento anomalo dell’acqua. 5. Le trasformazioni di un gas Trasformazioni isoterme, isòbare e isocòre. 6. La prima legge di GayLussac La costante α. La prima legge di Gay-Lussac e la temperatura assoluta. 7. La legge di Boyle 8. La seconda legge
di Gay-Lussac La seconda legge di Gay-Lussac e la temperatura assoluta. 9. Il gas perfetto L’equazione di stato del gas
perfetto. 11. La mole e il numero di Avogadro 12. L’equazione di stato del gas perfetto
2 - IL CALORE
1. Calore e lavoro Riscaldare con il calore. Riscaldare con il lavoro. 2. Energia in transito 3. Capacità termica e calore
specifico Il calore specifico. La caloria. 5. Conduzione e convezione La conduzione. La convezione. 6. L’irraggiamento
3 - LA TEORIA MICROSCOPICA DELLA MATERIA
1. Il moto browniano 2. La pressione del gas perfetto L’energia cinetica media. Interpretazione microscopica della pressione del gas perfetto. 3. La temperatura dal punto di vista microscopico Lo zero assoluto. 5. L’energia interna 6.
Gas, liquidi e solidi
4 - I CAMBIAMENTI DI STATO
1. I passaggi tra stati di aggregazione 2. La fusione e la solidificazione Le leggi della fusione. Le leggi della solidificazione. Il calore dal punto di vista microscopico. 3. La vaporizzazione e la condensazione Il raffreddamento per evaporazione. La condensazione. 4. Il vapore saturo e la sua pressione Pressione del vapore saturo ed ebollizione. 5. La condensazione e la temperatura critica Gas e vapori. 6. Il vapore d’acqua nell’atmosfera L’umidità relativa. La temperatura
percepita. 7. La sublimazione
5 - IL PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
1. Gli scambi di energia Un cilindro pieno di gas perfetto. 2. L’energia interna di un sistema fisico Le funzioni di stato.
L’energia interna è una grandezza estensiva. 3. Il principio zero della termodinamica 5. Il lavoro termodinamico 6. Enunciazione del primo principio della termodinamica
6 - IL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA pdf: “Nota in merito al II Principio della Termodinamica” (*)
(*) Macchina termica. Enunciati di Kelvin e di Clausius. Rendimento di una macchina termica. Teorema di Carnot (senza
dim.). Disuguaglianza di Clausius. Entropia.
≻ ELETTROMAGNETISMO
8 - LA CARICA ELETTRICA E LA LEGGE DI COULOMB ppt: “Elettrostatica” (*)
[ 1. L’elettrizzazione per strofinio L’ipotesi di Franklin. Il modello microscopico 2. I conduttori e gli isolanti Il modello
microscopico. L’elettrizzazione per contatto 3. La definizione operativa della carica elettrica La misura della carica elettrica. Il coulomb. Conserva-zione della carica elettrica. 4. La legge di Coulomb Direzione e verso della forza, la costante
dielettrica. Il principio di sovrapposizione. La forza elettrica e la forza gravitazionale. 6. La forza di Coulomb nella materia La costante dielettrica assoluta. 7. L’elettrizzazione per induzione. L’elettroforo di Volta. La polarizzazione. ]
(*) Il termine. L’elettrizzazione, isolanti e conduttori. Elettroscopio, segno delle cariche. Elettrizzazione per strofinio, contatto, induzione, elettroforo di Volta. Il coulomb. Conservazione della carica elettrica. Legge di Coulomb. Campo elettrico E.
linee di campo. Polarizzazione dei dielettrici. Visualizzazione linee di forza. Legge di Coulomb in un dielettrico. Flusso di E,
teorema di Gauss (senza dim.).
9 - IL CAMPO ELETTRICO E IL POTENZIALE ppt: “Elettrostatica” (*)
[ 1. Il vettore campo elettrico Definizione del vettore campo elettrico. Il calcolo della forza. 2. Il campo elettrico di una
carica punti-forme Campo elettrico di più cariche puntiformi 3. Le linee del campo elettrico Costruzione delle linee di
campo. Il campo di una cari-ca puntiforme. Il campo di due cariche puntiformi. 4. Il flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie Il vettore superficie. 5. Il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss Il teorema di Gauss per
il campo elettrico (senza dim.). 6. L’energia potenziale elettrica L’energia potenziale della forza di Coulomb. 7. Il potenziale elettrico La definizione del potenziale elettrico. La differenza di potenziale elettrico. Il moto spontaneo delle cariche
elettriche. L’unità di misura del potenziale elettrico. Il potenziale di una carica punti-forme. 8. Superfici equipotenziali 10.
La circuitazione del campo elettrostatico Definizione della circuitazione di E. Il significato della circuitazione di E. ]
(*) Campo elettrico. Linee di campo. Flusso del campo elettrico, teorema di Gauss (senza dim.). Campi elettrici di particolari
distribuzioni di cariche (senza dim.) Lavoro della forza elettrostatica. Conservatività di E (senza dim.). Energia potenziale.
Potenziale elettrico. Superfici equipotenziali. Linee di forza e superfici equipotenziali. Circuitazione di E (senza dim.). Equazioni di Maxwell per il campo elettrostatico.
11 - FENOMENI DI ELETTROSTATICA ppt: “Elettrostatica” (*)
[ 1. La distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico La localizzazione della carica. Il valore della
densità superficiale di carica. 2. Il campo elettrico e il potenziale in un conduttore in equilibrio Il campo elettrico sulla
III A - Liceo Classico Statale «L. Manara» - programma di Fisica anno sc. 2013-2014
superficie di un conduttore carico in equilibrio. Il potenziale in un conduttore carico in equilibrio 3. Il problema generale
dell’elettrostatica Teorema di Coulomb (senza dim.). Potere delle punte. Le convenzioni per lo zero del potenziale. 4. La
capacità di un conduttore 5. Il condensatore La capacità di un condensatore. Il campo elettrico generato da un condensatore piano. La capacità di un condensatore piano 7. L’energia immagazzinata in un condensatore La densità di energia
elettrica nel condensatore. ]
(*) Equilibrio elettrostatico. Conduttori carichi isolati. Gabbia di Faraday. Teorema di Coulomb (senza dim.). Distribuzione
della carica su particolari conduttori (senza dim.). Capacità elettrica. Densità di energia di E (senza dim.).
12 - LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA
1. L’intensità della corrente elettrica L’intensità di corrente. Il verso della corrente. La corrente continua. 2. I generatori
di tensione e i circuiti elettrici 3. La prima legge di Ohm 6. La trasformazione dell’energia elettrica La conservazione dell’energia nell’effetto Joule. Il kilowattora. 7. La forza elettromotrice
13 - LA CORRENTE ELETTRICA NEI METALLI
1. I conduttori metallici Spiegazione microscopica dell’effetto Joule. La velocità di deriva degli elettroni. 2. La seconda
legge di Ohm 3. La dipendenza della resistività dalla temperatura Il coefficiente di temperatura.
15 - FENOMENI MAGNETICI FONDAMENTALI ppt: “Magnetismo” (*)
[ 1. La forza magnetica e le linee del campo magnetico Le forze tra i poli magnetici. Il campo magnetico. Il campo magnetico terrestre. La direzione e il verso del campo magnetico. Le linee di campo. Confronto tra campo magnetico e campo
elettrico. 2. Forze tra magneti e correnti Il campo magnetico generato da un filo percorso da corrente. L’esperienza di Faraday. 5. Forze tra correnti La definizione dell’ampere. 4. L’intensità del campo magnetico L’unità di misura di B. 5. La
forza magnetica su un filo percorso da corrente 6. Il campo magnetico di un filo percorso da corrente Valore del
campo magnetico generato da un filo. ]
(*) Il termine e definizioni. Semplice constatazione. Linee di forza del campo magnetico. È possibile isolare un polo magnetico? Esperienza di Oersted. Campo magnetico intorno a un filo conduttore. Interazione corrente-corrente. L’ampere. Il vettore induzione magnetica. Legge di Biot e Savart (senza dim.). Campo magnetico di una spira e di un solenoide (senza dim.).
16 - IL CAMPO MAGNETICO ppt: “Magnetismo”(*) - ppt: “Forza di Lorentz, correnti e magneti” (**)
[ 1. La forza di Lorentz La forza magnetica che agisce su una carica in moto. 3. Il moto di una carica in un campo
magnetico uniforme Moto con velocità perpendicolare a un campo B uniforme. Il ciclotrone. 3. Il flusso del campo magnetico Flusso attraverso una superficie non piana. Il teorema di Gauss per il magnetismo. 4. La circuitazione del campo
magnetico Teorema di Ampère (senza dim.). 6. Le proprietà magnetiche dei materiali Interpretazione microscopica delle proprietà magnetiche. La permeabilità magnetica relativa. La magnetizzazione permanente. La temperatura di Curie. I domini di Weiss. ]
(*) Flusso di B attraverso una superficie piana. Legge di Gauss per B, II eq. di Maxwell (senza dim.). Corrente concatenata e
percorsi orientati. Circuitazione di B (senza dim.). Teorema della circuitazione di Ampère o IV eq. di Maxwell (senza dim.).
(**) Forza di Lorentz. Il ciclotrone (senza difficoltà mat.). Interpretazione microscopica dell’interazione corrente-magnete
(senza diff. matematiche). Momento torcente di B su una spira (senza diff. mat.). Ipotesi di Ampère. Proprietà magnetiche
della materia.
17 - L’INDUZIONE ELETTROMAGNETICA ppt: “Forza di Lorentz, correnti e magneti” (*)
[ 1. La corrente indotta Il ruolo del flusso del campo magnetico. 2. La legge di Faraday-Neumann L’espressione della
legge di Faraday-Neumann. La forza elettromotrice indotta 3. La legge di Lenz ]
(*) Campi elettromagnetici lentamente variabili. Legge di Faraday-Neumann. Legge di Faraday-Neumann.Lenz. Circuitazione del campo elettromotore (senza dim.) e IV eq. di Maxwell.
Roma. 30 maggio 2014
Gli studenti:
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Il docente: Antonio Covello …………………………………………………………………………
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