Programma fisica 5A sc

LICEO STATALE “PRIMO LEVI”
CLASSICO SCIENTIFICO – S. DONATO MILANESE
L INGUISTICO – S . GIULIANO MILANESE
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PROGRAMMA SVOLTO A.S. 2013/14
Docente MONTANINI MARTA
Materia FISICA
Classe 5° A Sc
METODOLOGIA
La trattazione del programma di fisica ha privilegiato gli aspetti teorici, talvolta storici, rispetto a quelli
operativi, infatti anche a causa della vastità del programma il tempo dedicato allo svolgimento degli esercizi
di applicazione dei concetti è stato molto limitato e dedicato solo ad alcuni argomenti.
IL CAMPO ELETTRICO
Temi trattati
1. La carica elettrica e la legge di Coulomb
L’elettrizzazione per strofinio, contatto e induzione; conduttori ed isolanti;
la carica elettrica, principio di conservazione, la legge di Coulomb, la forza di Coulomb nella materia,
l’elettroforo di Volta, la polarizzazione degli isolanti; caricare e schermare per induzione.
2. Il campo elettrico
Dal concetto di campo in generale al concetto di campo elettrico a confronto con gli altri campi studiati, il
vettore campo e le linee di campo (alcuni esempi); Campo elettrico generato da una o più cariche
puntiformi; il concetto di flusso di un campo generico e flusso del campo elettrico, il teorema di Gauss
(dimostrato per la sfera);il campo elettrico generato da una superficie piana infinita di carica.
3. Il potenziale elettrico: l’energia potenziale elettrica, il potenziale elettrico, potenziale di una carica
puntiforme, superfici equipotenziali, conduttori ideali: condensatori e dielettrici. La deduzione del campo
elettrico dal potenziale.
Il concetto di circuitazione lungo una linea chiusa orientata per un vettore campo generico ed in particolare
per il campo elettrico.
4. Il modello atomico
L’esperienza di Rutherford ed il suo modello atomico. Esperimento di Millikan (analisi solo qualitativa).
Il modello di Bohr. Energia di legame di un elettrone in un atomo di idrogeno.
5. Fenomeni di elettrostatica
La distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico. Il campo elettrico e il potenziale in un
conduttore in equilibrio elettrostatico. Il problema generale dell’elettrostatica, il teorema di Coulomb, potere
dispersivo delle punte. Capacità di un conduttore.
Il condensatore e la capacità. Condensatori in serie ed in parallelo. Energia immagazzinata in un
condensatore.
6. La corrente elettrica continua.
Intensità della corrente elettrica. I generatori di tensione e i circuiti elettrici. La prima legge di Ohm. Resistori
in serie ed in parallelo. Le leggi di Kirchhoff. La trasformazione dell’energia elettrica.
La forza elettromotrice.
7. 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. Estrazione degli elettroni da un metallo: potenziale di estrazione, effetto
termoionico e fotoelettrico.
L’effetto Volta, materiali di prima e di seconda specie; l’effetto termoelettrico e la termocoppia.
8. 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 (cenni). La
conducibilità nei gas, i raggi catodici.
Laboratorio:
esperimenti con l'elettroscopio; potere dispersivo delle punte e vento elettrico; induzione
elettrostatica: l’elettroforo di Volta. Prima e seconda legge di Ohm.
2. L'ELETTROMAGNETISMO
Temi trattati
9. I fenomeni magnetici fondamentali
La forza magnetica: i magneti, poli magnetici, le linee del campo magnetico,
campo magnetico terrestre, la geodinamo e il paleomagnetismo. Confronto tra campo magnetico e campo
elettrico.
Forze esercitate tra magneti e correnti. L’esperienza di Oersted. Forze tra correnti: la legge di Ampère, la
definizione di ampere e di coulomb. Intensità del campo magnetico, unità di misura di B. La forza magnetica
su un filo percorso da corrente. Il campo magnetico di un filo percorso da corrente: legge di Biot-Savart. Il
campo magnetico di una spira e di un solenoide. Il motore elettrico, il momento magnetico di una spira.
L’amperometro e il voltmetro.
10. Il campo magnetico
La forza di Lorentz. Forza elettrica e magnetica. Effetto Hall. Il moto di una carica in un campo magnetico
uniforme.
Traettorie circolari ed ellittiche, lo spettrometro di massa.
Flusso del campo magnetico e teorema di Gauss. La circuitazione del campo magnetico; il teorema di
Ampère.
Le proprietà magnetiche dei materiali (paramagnetici, diamagnetici e ferromagnetici), interpretazione
microscopica, la permeabilità magnetica relativa. Ciclo di isteresi magnetica, l’elettromagnete e i magneti
permanenti.
11. Induzione elettromagnetica
La corrente indotta e la legge di Faraday-Neumann. La legge di Lenz e le correnti di Foucault.
Autoinduzione ed induttanza. Energia e densità di energia del campo magnetico
L’arternatore, la forza elettromotrice della corrente alternata e valori efficaci. Cenni ai circuiti LRC:
impedenza e condizione di risonanza.
Il trasformatore e il problema del trasporto dll’energia elettrica.
12. Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche
Il campo elettrico indotto, il termine mancante alla legge di Ampère e la corrente di spostamento.
Le equazioni di Maxwell e il campo elettromagnetico.
Le onde elettromagnetiche: la genesi di un’onda elettromagnetica e sue caratteristiche; loro propagazione e
velocità, velocità della luce, energia trasportata da un’onda piana.
Laboratorio di fisica:
Esperimenti qualitativi di elettrostatica: elettroscopio, Elettroforo di Volta,
Macchina
di Wimshurst. Visualizzazione
delle
linee
di campo
Elettrico
con
l’apposito
apparecchio.Visualizzazione delle linee di campo Magnetico osservando la limatura di ferro e il
magnetoscopio. Verifica della prima e seconda legge di Ohm.
Osservazione qualitative sul inclinazione e declinazione del campo magnetico Terrestre. Esperimento di
Oersted: deflessione di un ago magnetico in presenza di una corrente.
Osservazione di alcuni fenomeni di induzione elettromagnetica (calamita in movimento relativo in una
bobina percorsa da corrente) e verifica qualitativa della legge di Faraday.
San Donato Milanese, 5 giugno 2014
Gli studenti
L’insegnante

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