Liceo Scientifico Statale “G B. Morgagni” A.S. 2015/2016 PROGRAMMA DI FISICA Classe V E Libri di testo : Romeni - Fisica e realtà.blu Campo elettrico e magnetico Zanichelli vol. 2 Amaldi - La Fisica di Amaldi - Zanichelli vol .3
Inoltre per alcuni argomenti si è fatto uso anche di: Walker - Dalla meccanica alla fisica moderna- Linx vol.3 letture-: Einstein-Infeld : “L'evoluzione della fisica” Amaroli – Balzani: “ Energia per l'astronave Terra”
Docente: Sabina Bonamico. Studio ed analisi del campo elettrico: - concetto di campo elettrico e definizione vettoriale( creazione delle linee di forza); - il flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie; - il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss per il campo elettrico; - il campo elettrico generato da una distribuzione piana infinita di carica; Il potenziale elettrico: - l’energia potenziale elettrica; - definizione della differenza di potenziale elettrico; - il potenziale di una carica puntiforme; - le superfici equipotenziali; - la deduzione del campo elettrico dal potenziale; - la circuitazione del campo elettrostatico. Fenomeni di elettrostatica: - la distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico; - il campo elettrico e il potenziale in un conduttore in equilibrio elettrostatico; - la capacita di un conduttore; - il condensatore: campo elettrico generato da un condensatore piano e sua capacità; - i condensatori in serie e in parallelo; - l’energia immagazzinata in un condensatore La corrente elettrica continua: - intensità e verso della corrente elettrica; - i generatori di tensione; - il circuito elettrico: connessione in serie e in parallelo; - la prima legge di Ohm; - le leggi di Kirchoff: la prima legge (o legge dei nodi) e la seconda legge(o legge delle maglie); - resistenze in serie o in parallelo; - la trasformazione dell’energia elettrica: la potenza elettrica; - la forza elettromotrice e la resistenza interna di un generatore; - generatori reali e ideali di tensione. La corrente elettrica nei metalli: - i conduttori metallici; - la seconda legge di Ohm: la resistività di un conduttore; - l’effetto joule; - la dipendenza della resistività dalla temperatura: i superconduttori; - carica e scarica di un condensatore; La corrente elettrica nei liquidi e nei gas: - le soluzioni elettrolitiche;
- la dissociazione elettrolitica; - l’elettrolisi; - cenni sulla conducibilità nei gas Fenomeni magnetici fondamentali: - magneti naturali e artificiali; - definizione del campo magnetico: direzione, verso e linee di campo; - differenze e analogie tra campo magnetico ed elettrico; - l’esperienza di Oersted, di Faraday e di Ampere; - l’origine del campo magnetico e sua intensità; - la forza esercitata da un campo magnetico su un filo percorso da corrente; - motore elettrico; - campo magnetico di un filo rettilineo percorso da corrente; - campo magnetico di una spira e di un solenoide; Laboratorio: esperienze con calamite e aghi magnetici, esperienza di Oersted-Faraday-Ampere
Il campo magnetico: - la forza di Lorentz; -Il moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme. - momento torcente su una spira e momento magnetico di spire e bobine. - il flusso del campo magnetico: teorema di Gauss per il magnetismo; - la circuitazione del campo magnetico. Teorema di Ampere. - le proprietà magnetiche dei materiali: sostanze ferromagnetiche, paramagnetiche e diamagnetiche; - il ciclo di isteresi magnetica. Induzione elettromagnetica - la corrente indotta; - il ruolo del flusso del campo magnetico - la legge di Faraday-Newmann -la forza elettromotrice indotta istantanea - la legge di Lenz. Le correnti di Foucault. L’autoinduzione l’induttanza di un circuito. Energia e densità di energia del campo magnetico. Induttanza del solenoide L'alternatore e calcolo della f.em altrnata. Le Equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche Il campo elettrico indotto. La circuitazione del campo elettrico indotto. Calcolo della circuitazione del campo elettrico. Confronto tra campo elettrostatico e campo elettrico indotto Legge di Ampere-Maxwell La corrente di spostamento. Le equazioni di Maxwell e il campo elettromagnetico. Le onde elettromagnetiche. La velocità della luce e la sua natura elettromagnetica. Origine dell'indice di rifrazione. Dispersione della luce e riflessione totale. Le onde elettromagnetiche piane. Polarizzazione della luce (cenni) Emissione e ricezione delle onde elettromagnetiche Lo spettro elettromagnetico. Le onde radio e le microonde. Le radiazioni infrarosse ,visibili e ultraviolette. I raggi X e i raggi gamma . La Relatività ristretta Il valore numerico della velocità della luce L'etere. L’esperimento Michelson-Morley . Gli assiomi della teoria della relatività ristretta.
La relatività della simultaneità. La dilatazione dei tempi: La sincronizzazione degli orologi. La misura di un intervallo di tempo. La dilatazione dei tempi e l’intervallo di tempo proprio. Il paradosso dei gemelli. La contrazione delle lunghezze: Le lunghezze poste nella direzione del moto relativo si contraggono. La lunghezza propria. Una conferma sperimentale: un muone che raggiunge la terra Le trasformazioni di Lorentz e quelle di Galileo. La composizione relativistica delle velocità. L’equivalenza tra massa ed energia. La Relatività generale Le onde gravitazionali. La recente conferma di onde gravitazionali e i rilevatori interferometrici.
Il docente _____________________
Argomenti che si prevede di svolgere fino al termine delle lezioni:
La Relatività generale problema della gravitazione principi della relatività generale geometrie non euclidee gravità e curvatura dello spazio-tempo La crisi della fisica classica e fisica quantistica( cenni ). L'elettronvolt. Relazione tra elettronvolt e Joule. La radiazione di un corpo nero. L'ipotesi di Plank Quantizzazione dell'energia e costante di Plank I fotoni e l'effetto fotoelettrico. Effetto Compton Esperienza di Rutherford proprietà ondulatorie della materia principio di indeterminazione.
