Piano Nazionale per L'Informatica (P.N.I.)


Programma di fisica per il biennio

• Premessa
• Obiettivi specifici del biennio
• Indicazioni metodologiche per il biennio
• Contenuti
  

  
  Programma di fisica per il triennio

• Premessa
• Obiettivi specifici del triennio
• Indicazioni metodologiche per il triennio
• Contenuti
• Indicazioni curricolari
  

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  PROGRAMMA DI FISICA PER IL BIENNIO
  
  PREMESSA
  
  Alla realizzazione degli esperimenti nel laboratorio di fisica deve essere dedicato almeno il 30% del tempo disponibile; pertanto, nella formulazione dell'orario scolastico, si farà in modo che due ore della lezione siano consecutive per venire incontro alle esigenze di laboratorio.
  Il programma è costituito da una parte introduttiva che si sofferma sulle conoscenze prerequisite e sul collegamento con quanto già studiato nella scuola di primo grado ,e da quattro grandi temi:
  - L'equilibrio e i processi stazionari;
  - Il movimento;
  - La propagazione della luce;
  - L'energia:sue forme, conservazione e trasformazione.
  Lo spazio dedicato a ciascun tema e l'ordine proposto possono essere diversi, a giudizio degli insegnanti ,nel contesto e nel piano di lavoro programmato. E'anche possibile ritornare sugli stessi temi secondo un processo di approfondimento a spirale, ma si deve comunque puntare ad una trattazione che tenga conto dei tre elementi indicati nella premessa generale :
  - Impostazione concettuale e costruzione teorica;
  - Esperimenti di laboratorio;
  - Risoluzione di problemi.
  Inoltre, la scansione degli argomenti deve essere coordinata per quanto possibile con quella delle altre discipline, in particolare con la matematica.
  Limitatamente alle classi in cui il numero delle ore settimanali di insegnamento della Fisica è inferiore a tre, la programmazione annuale definirà il grado di approfondimento degli argomenti previsti dal programma, con eventuale motivata esclusione di alcuni di essi, in relazione alle finalità dell'istituzione, senza per altro trascurare nessuno dei quattro temi previsti dal programma stesso.
  Durante lo svolgimento dei singoli temi deve essere prevista la lettura di pagine a carattere storico per meglio evidenziare come siano state modificate le teorie scientifiche con il progredire delle conoscenze e con l' acquisizione di nuove metodologie.
  In ogni frase dell'insegnamento della disciplina dovrà, in particolare, essere data massima rilevanza all' aspetto metodologico.
  Al termine del biennio gli allievi dovranno avere anche acquisito la consapevolezza del valore culturale della fisica, essenziale non solo per la risoluzione di problemi scientifici e tecnologici, ma soprattutto per il contributo alla formazione generale della loro personalità.
  
  
  
  OBIETTIVI SPECIFICI DEL BIENNIO
  
  Alla fine del biennio gli allievi dovranno essere in grado di:
  
  - analizzare un fenomeno o un problema, riuscendo ad individuare  gli elementi significativi, le
     relazioni, i dati superflui, quelli mancanti, e riuscendo a collegare premesse e conseguenze;
  - eseguire in modo corretto semplici misure con chiara consapevolezza delle operazioni effettuate e
    degli strumenti utilizzati;
  - raccogliere, ordinare e rappresentare i dati ricavati, valutando gli ordini di grandezza e le
    approssimazioni, mettendo in evidenza l'incertezza associata alla misura;
  - esaminare dati e ricavare informazioni significative da tabelle, grafici ed altra documentazione;
  - porsi problemi, prospettare soluzioni;
  - inquadrare in un medesimo schema logico situazioni diverse, riconoscendo analogie o differenze,
    proprietà varianti ed invarianti;
  - trarre semplici deduzioni teoriche e confrontarle con i risultati sperimentali;
  - utilizzare o elaborare semplici programmi da verificare con l'elaboratore, per la risoluzione di
    problemi o per la simulazioni di fenomeni.
  
  Con l'attività di laboratorio gli allievi dovranno inoltre:
  
  - aver sviluppato la capacità di proporre semplici esperimenti, atti a fornire risposte a problemi di
     natura fisica;
  - aver imparato a descrivere, anche per mezzo di schemi, le apparecchiature e le procedure utilizzate e
     aver sviluppato abilità operative connesse con l'uso degli strumenti;
  - aver acquisito flessibilità nell'affrontare situazioni impreviste di natura scientifica e/o tecnica.
  
  INDICAZIONI METODOLOGICHE PER IL BIENNIO
   
  La fase iniziale del processo di insegnamento-apprendimento della fisica ha una funzione di raccordo con le conoscenze e le abilità già acquisite dagli allievi negli studi precedenti.
  Dopo aver valutato il livello degli allievi per quanto riguarda le conoscenze prerequisite, si cercherà di omogeneizzare il gruppo classe, facendo ricorso ad opportune strategie di recupero, mediante l'osservazione di semplici fenomeni fisici e la esecuzione di misure e facili esperimenti ,che richiedano premesse teoriche elementari e che riguardino alcune proprietà dei corpi. Si potranno effettuare, in relazione alle eventuali esigenze, misure di:
  - lunghezza, superfici, volumi;
  - angoli;
  - tempo;
  - velocità media;
  - massa e densità;
  - peso e peso specifico.
  L'analisi dei fenomeni, approfondita con il dibattito in classe ed effettuata sotto la guida dell'insegnante, dovrà gradualmente e con continuità sviluppare negli allievi la capacità di schematizzare fenomeni via via più complessi e di proporre modelli.
  L'individuazione delle grandezze fisiche in gioco e la valutazione degli ordini di grandezza saranno utili per creare un ulteriore collegamento con le conoscenze già acquisite nella scuola secondaria di primo grado.
  Il metodo sperimentale e la teoria della misura rappresenteranno un riferimento costante
  durante tutto il corso e saranno affrontati non separatamente dai problemi fisici concreti, ma come naturale conseguenza dell'attività teorica e di laboratorio. Quest'ultima sarà condotta normalmente da piccoli gruppi di studenti, sotto la guida dell' insegnante, mediante l'esecuzione di semplici misure, esperimenti, ed attraverso la rappresentazione e la elaborazione dei dati sperimentali che, in particolare, dovranno riguardare:
  -   valore medio, precisione di una misura ed errore;
  -   sistema di misura  S.I.;
  -   individuare la posizione dei corpi nello spazio, sistema di coordinate;
  -   vettori, loro uso e composizione;
  -   rappresentazione grafica di relazioni che caratterizzano alcuni semplici fenomeni.
      L'uso del materiale audiovisivo dovrà integrare, ma non sostituire, l'attività di laboratorio che è da ritenersi fondamentale per l'educazione al "saper operare". Si potrà, inoltre, utilizzare software didattico di provata qualità per la simulazione di fenomeni fisici che non sia possibile studiare direttamente in laboratorio.
      La prova scritta, ove prevista, comprenderà esercizi e problemi non limitati ad un'automatica applicazione di formule, ma orientati all'analisi del fenomeno considerato e alla giustificazione logica delle varie fasi del processo di risoluzione. Durante l'anno scolastico, la prova scritta potrà consistere anche in una relazione descrittiva individuale, successiva ad una o più esperienze del laboratorio.
      Gli obiettivi intermedi ed operativi del curricolo disciplinare devono essere stabiliti dai docenti, tenendo conto del percorso didattico uscente e avendo presenti costantemente gli obiettivi ,sia specifici sia generali, precedentemente indicati.
  I contenuti che seguono, vengono rappresentati secondo una suddivisione per temi, dettata dalla omogeneità dei concetti portanti, pur se applicati ad argomenti riguardanti anche settori diversi della fisica.
  
  Tema n°1-L'equilibrio ed i processi stazionari
  
  Il tema è articolato in quattro parti per permettere agli allievi un approccio più organico con concetti che, di regola, nelle trattazioni, trovano collocazione in momenti successivi: in meccanica, in termologia e in elettricità.
  
  a) - Le forze e l'equilibrio in meccanica;
     - concetto di forza, la sua rappresentazione vettoriale e la sua misura statica;
     - vari tipi di forza: peso, forza elastica, attrito e resistenza in un fluido, forza gravitazionale fra due
       corpi, forza di Coulomb, forza di Ampère;
     - statica del punto materiale(composizione di forze);
     - statica del corpo rigido, corpi appoggiati e leve(la bilancia);
     - energia potenziale per la forza peso, concetto di lavoro;
     - statica dei gas, legge di Boyle;
     - statica dei liquidi, pressione idrostatica, legge di Archimede;
     - pressione atmosferica.
  b)- L'equilibrio termico
     - conduttori e isolanti termici(esperimenti sulla propagazione del calore);
     - equilibrio termico e concetto di temperatura, dilatazione, termometri e scale termometriche(costru-
        zione di un termometro a gas o a liquido);
     - quantità di calore e sua misura;
     - stati di aggregazione e di equilibrio fra diverse fasi;
       misure del calore di cambiamenti di stato.
  c) -Equilibrio elettrostatico
     - fenomenologia elementare, potenziale elettrostatico, condensatori
  d) -Processi stazionari
     - flusso stazionario di un fluido in un condotto, velocità, portata, relazione fenomenologica tra
       differenze di pressione e portata, viscosità;
     - corrente elettrica continua ,conduttori lineari e non lineari; circuiti logici;
     - magnetismo: fenomenologia elementare;
     - effetto magnetico di una corrente elettrica, amperometro, voltmetro;
     - memorie magnetiche e a semiconduttori.
  
     Il tema si propone di offrire agli allievi situazioni:
  -  confrontabili concettualmente;
  -  storicamente affrontate in modo parallelo;
  -  trattate da capitoli della fisica che nella loro sistemazione attuale appaiono molto distanti(esempio:
      flusso di un fluido, di calore, di elettricità).
  La trattazione parallela di tali argomenti permette al docente di evidenziare come spesso uno stesso schema logico possa inquadrare situazioni profondamente diverse da un punto di vista puramente fenomenologico, ma descrivibili con formalismi uguali o analoghi.
  Il docente dovrà, quindi, condurre gli allievi ad evidenziare in questo contesto analogie e differenze, proprietà varianti ed invarianti.
  Si sottolinea il fatto che una trattazione parallela di fenomenologie diverse, ma concettualmente analoghe, permette un notevole risparmio sia di tempo che concettuale, rispetto alla trattazione classica delle stesse.
  Il tema non richiede che gli allievi abbiano già acquisito padronanza di concetti definibili attraverso funzioni variabili nel tempo: richiede, quindi, almeno da questo punto di vista, una limitata capacità di astrazione e l'impiego di semplici conoscenze di geometria e di algebra. Il concetto di lavoro è presente nel tema come strettamente legato alla condizione di equilibrio ,quindi, didatticamente introducibile, partendo dal concetto di energia potenziale del campo gravitazionale (forza-peso). Procedendo per analogie, si potrà introdurre operativamente il potenziale gravitazionale e quello elettrico.
  
  TEMA n° 2 - IL MOVIMENTO
  
  -  Sistemi di riferimento;
  -  legge oraria e sua rappresentazione grafica;
  -  velocità, accelerazione (esempi di moti significativi);
  -  le leggi della dinamica ed applicazioni;
  -  quantità di moto, energia meccanica e la loro conservazione;
  -  urti elastici ed anaelastici;
  -  il moto dei pianeti.
  Lo svolgimento di questo tema richiede particolari capacità di astrazione per la necessità di introdurre concetti come la velocità e l'accelerazione instantanee. Si raccomanda, pertanto, un ampio riferimento a diagrammi e rappresentazioni geometriche nelle discussioni teoretiche e l'uso di filmati per integrare gli esperimenti di laboratorio.
  Il tema si presta particolarmente all'utilizzazione del computer nello studio del moto dei corpi.
  La trattazione degli urti elastici e anaelastici richiede esperienze di laboratorio che ne evidenzino la fenomenologia in due dimensioni.
  La conservazione della quantità di moto si presta, in modo particolare, per mostrare agli allievi l'importanza e la necessità dei principi di conservazione nell'indagine fisica.
  
  
  Tema n°3 - La propagazione della luce
  
  -  Propagazione rettilinea della luce, riflessione, rifrazione;
  -  lenti sottili;
  -  l'ipotesi corpuscolare ed interpretazione corpuscolare delle leggi dell'ottica geometrica;
  -  studio quantitativo e fenomenologico delle onde sulla superficie di un liquido;
  -  diffrazione ed interferenza della luce;
  -  scomposizione della luce delle lunghezze d'onda.
  
  Si consiglia  di giungere ad individuare le leggi dell'ottica geometrica attraverso esperimenti sulla propagazione di pennelli di luce e, quindi, di mostrare come le leggi di Cartesio siano interpretabili in termini corpuscolari.
  Prima di avviare lo studio delle onde, che a questo livello è bene sia limitato all'aspetto fenomenologico anche se quantitativo, si mostreranno all'allievo fenomeni ottici chiaramente non interpretabili in termini corpuscolari(fenomeni di diffrazione e interferenza).Si potranno mostrare agli allievi spettri sia continui che a righe, ottenuti per dispersione o attraverso reticolo a trasmissione.
  La misura della lunghezza d'onda potrà anche limitarsi alla stima per mezzo dell'esperimento di Young dell'ordine di grandezza per luce di vari colori.
  Il tema si propone di far studiare agli allievi una teoria organica(teoria corpuscolare della luce)
  
  Tema n° 4 - L' energia: sue forme, conservazione e trasformazione
  
  - Calore e lavoro come forme diverse per trasferire energia;
  - lavoro elettrico; energia nel condensatore carico; effetto Joule
  - energia raggiante;
  - fonti di energia.
  
  Questo argomento ha lo scopo di introdurre gli allievi al tema dell' energia.
  Si consiglia all' insegnante di condurre gli allievi a riconoscere le varie forme di energia e di mostrare sperimentalmente alcuni semplici esempi di processi di trasformazione dell' energia.
  Nell' esame di tali esperienze è importante mettere in luce la conservazione dell' energia come invariante comune a tutti i fenomeni studiati.
  
  
  PROGRAMMA DI FISICA PER IL TRIENNIO
  
  PREMESSA
  
  Il programma riguarda gli allievi provenienti dalle classi del biennio nelle quali è stato svolto l'insegnamento della Fisica secondo le indicazioni del P.N.I.
  Nelle indicazioni metodologiche sono indicati alcuni concetti già affrontati in prima approssimazione nel biennio e che devono essere ripresi e formalizzati nella classe terza in relazione non solo allo sviluppo intellettivo raggiunto dagli allievi, ma anche alle conoscenze matematiche acquisite.
  Il programma è costituito dai seguenti temi:
  - forze e campi;
  - sistemi di riferimento e relatività.
  - principio di conservazione - processi reversibili ed irreversibili;
  - onde meccaniche ed elettromagnetiche;
  - struttura e materia;
  - l'Universo fisico;
  
  I temi, tutti prescrittivi, possono essere integrati fra loro secondo un itinerario didattico stabilito nelle iniziali riunioni di progettazione curricolare, nelle quali si può anche prevedere, in qualche caso didatticamente motivato, il ritorno in anni diversi su argomenti di singoli temi.
  L'insegnamento della fisica, come naturale prosecuzione dell'attività didattica svolta nel biennio, sposterà gradualmente nel triennio l'attenzione dagli aspetti prevalentemente empirici e di osservazione analitica verso gli aspetti concettuali, la formalizzazione teorica e i problemi di sintesi e valutazione.
  Si considera  fondamentale, per una corretta conoscenza dei contenuti della fisica da parte degli studenti, che il docente presenti fin dall'inizio la differenza fra le definizioni operative ed i concetti astratti. I modelli saranno presentati come mezzi di rappresentazione e dovranno sempre essere discussi i loro limiti di validità. Le teorie saranno tratte mettendone in evidenza l'evoluzione e il progressivo affinamento.
  In questo modo si introdurranno implicitamente anche nozioni di storia della fisica, come parte importante della formazione culturale dello studente e si proseguirà, come nel biennio, con la lettura di pagine a carattere storico.
  La scansione degli argomenti sarà coordinata, per quanto possibile, con quella delle altre discipline, in particolare della matematica, della filosofia e delle scienze.
  
  OBIETTIVI SPECIFICI DEL TRIENNIO
  
  Lo studio della fisica nel triennio, oltre a fornire allo studente un bagaglio di conoscenze scientifiche adeguato, deve mirare allo sviluppo di specifiche capacità di vagliare e correlare le conoscenze e le informazioni scientifiche, raccolte anche al di fuori della scuola, recependole criticamente e inquadrandole in un unico contesto.
  Al termine del corso degli studi gli allievi dovranno aver acquisito una cultura scientifica di base che permetta loro una visione critica ed organica della realtà sperimentale.
  I contenuti svolti nel biennio dovranno essere approfonditi nel triennio, nel corso del quale, grazie alla maggiore capacità di astrazione raggiunta dagli allievi, saranno affrontati argomenti generali e di più elevata complessità, per favorire negli allievi stessi lo sviluppo delle capacità di sintesi e di valutazione.
  
  
  INDICAZIONI METODOLOGICHE PER IL TRIENNIO
  
  Partendo dalle abilità e conoscenze conseguite dagli allievi nel corso del biennio si potrà ora procedere alla revisione di alcuni concetti che non potevano essere compiutamente acquisiti a causa della giovane età.
  In particolare si riprenderanno i concetti di velocità e di accelerazione, soffermandosi su quelli di velocità e accelerazione istantanee.
  In tale riassetto sistematico si approfondirà lo studio dei moti(moto circolare, moto armonico o moti su traiettoria curvilinea qualsiasi),con particolare attenzione ai sistemi di riferimento.
  Congruo spazio si dedicherà  alle equazioni dimensionali ed alle unità di misura.
  L'attività di laboratorio prevederà sia esperimenti eseguiti dagli alunni sia altri, più raffinati, presentati dall'insegnante.
  L' uso dell' elaboratore aiuterà a comprendere le conseguenze di determinate ipotesi e le implicazioni di un modello. Inoltre, attraverso la simulazione si potranno effettuare confronti tra modelli e dati sperimentali. Ancora si richiama l' opportunità di far esercitare gli allievi nella risoluzione di problemi e di esercizi proposti dall' elaboratore tramite un generatore di numeri casuali. Si sottolinea in particolare la necessità didattica di utilizzare programmi di simulazione per lo studio degli aspetti che non si prestano ad esercitazioni in laboratorio.
  La prova scritta comprenderà esercizi e problemi non limitati ad una automatica applicazione di formule, ma orientati sia all' analisi critica del fenomeno considerato, sia alla giustificazione logica delle varie fasi del processo di risoluzione.
  
  CONTENUTI
   
  Tema n. 1 - Forze e campi
   
       -   Forze e momenti;
       -   massa inerziale e momento di inerzia;
       -   concetto di campo;
       -   campo gravitazionale e campo elettrostatico;
       -   potenziale ed energia potenziale: campi conservativi;
       -   moto di masse in un campo gravitazionale;
       -   moto di cariche in un campo elettrostatico;
       -   campo magnetico generato da corrente elettrica;
       -   moto di cariche in un campo magnetico;
       -   conduzione elettrica;
       -   induzione elettromagnetica;
       -   campo elettromagnetico;
       -   circuiti elettrici.
  
  Il tema si propone di formalizzare e completare le conoscenze acquisite nel corso del biennio e non sufficientemente approfondite o per mancanza di supporti matematici o per mancanza di sufficienti capacità di astrazione degli allievi.
  Lo svolgimento in parallelo degli argomenti campo gravitazionale e campo elettrostatico permetterà di trattare subito analogie e differenze tra di essi. Il successivo studio del campo magnetico- qualora il livello della classe lo consenta- permetterà un discorso più ampio sui concetti di campo e di interazione.
  Nella programmazione dell' attività didattica il docente avrà presente che la maggior parte dei contenuti di questo primo tema è propedeutica agli argomenti dei temi successivi.
  
  Tema n. 2 - Sistemi di riferimento e relatività
  
  -   Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali;
  -   le trasformazioni galileiane;
  -   forze apparenti;
  
  -  I postulati della relatività ristretta;
  - Simultaneità, dilatazione dei tempi ,contrazione delle lunghezze trasformazioni di Lorentz;
  - Massa relativistica ed equivalenza tra massa ed energia;
  - Ipotesi della relatività generale.
  
  I contenuti del presente tema, anziché essere affrontati in un unico momento , potranno essere trattati nel corso del triennio e organicamente inseriti nel percorso curricolare: ad esempio gli argomenti inerenti alla relatività galileiana potranno essere  proficuamente  affrontati con la sistematizzazione dei contenuti di meccanica. I concetti fondamentali delle teorie della relatività(spazio e tempo) sono stati spesso oggetto di riflessione in campo filosofico: appare, quindi, più che mai opportuno uno stretto coordinamento di tali concetti nello studio delle due discipline.
  
  
  TEMA N° 3 -PRINCIPI DI CONSERVAZIONE- PROCESSI REVERSIBILI E IRREVERSIBILI.
  
  - Sistema isolato;
  - conservazione della quantità di moto e del momento angolare ;
  - conservazione dell'energia;
  - indipendenza dei principi di conservazione dal sistema di riferimento;
  - teoria cinetica della termodinamica;
  - principi della termodinamica;
  - trasformazioni reversibili e irreversibili;
  - entropia;
  
  Il tema si presta a considerazioni e studi che, oltre al primario valore scientifico e all'interesse epistemologico, hanno anche una rilevanza sociale. Nell'affrontare i vari argomenti il docente si atterrà ad una impostazione rigorosa e coerente, evitando nozionismi ed affermazioni prive di fondamenti scientifico-sperimentali. Nella progettazione curricolare il docente avrà presente che il quarto argomento di questo tema ha come propedeutici argomenti contenuti nel tema 2.
  
  Tema n.4 - Onde meccaniche
  
  - Oscillazioni ed onde:equazione dell'onda;
  - studio matematico della propagazione;
  - onde longitudinali e trasversali;
  - riflessione, rifrazione,dispersioni;
  - interferenza, diffrazione,risonanza;
  - polarizzazione;
  - effetto Doppler;
  - equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche.
  
  Il tema potrà essere adeguatamente presentato con la formalizzazione matematica, richiesta da una trattazione sufficientemente approfondita, solo dopo che, nel corso di matematica, l'allievo avrà appreso ad utilizzare le funzioni goniometriche e si sarà impadronito delle loro proprietà.
  Lo studio delle onde potrà essere proficuamente affrontato per mezzo della rappresentazione vettoriale di Fresnel.
  Si sottolinea il fatto che la conoscenza degli argomenti previsti nel presente tema è essenziale per la comprensione di quelli previsti nel tema riguardante la struttura della materia .
  
  
  TEMA N.5 -STRUTTURA DELLA MATERIA
  
  - Spettroscopia (emissione,assorbimento,stati metastabili);
  - effetto termoelettronico;
  - corpo nero ed ipotesi di Planck;
  - ipotesi di De Broglie:dualità onda-corpuscolo;
  - modelli atomici(Rutherford,Bohr,De Broglie):validità e limiti;
  - principio di indeterminazione-effetto tunnel;
  - lo stato solido(conduttori,semiconduttori,isolanti,giunzioni);
  - nucleo atomico e radioattività naturale;
  - reazioni nucleari(in particolare fissione e fusione);
  - tipi di interazione;
  - le particelle "elementari" (invarianze,simmetrie);
  
  Il tema esige da parte degli allievi una buona conoscenza e padronanza dei concetti affrontati nei precedenti temi. Conseguentemente esso dovrà essere affrontato dopo che i concetti fondamentali della fisica "classica" avranno fatto parte del patrimonio culturale degli allievi.
  Il nodo cruciale per la comprensione della struttura della materia é essenzialmente il problema della dualità onda- corpuscolo che richiede, oltre ad una elevata capacita' di astrazione e di sintesi, anche la padronanza dei concetti sia di meccanica dei corpi rigidi(corpuscolo),sia di meccanica delle onde, sia di elettromagnetismo(essendo di natura elettromagnetica le forze che sono in gioco nei modelli atomici)
  Il tema, proprio per i requisiti di astrazione e di sintesi prima richiamati, può contribuire in modo rimarchevole allo sviluppo di tali capacita' nello studente.
  
  TEMA N. 6 - L'UNIVERSO FISICO
  
  - La curvatura dello spazio-tempo;
  - Spostamento verso il rosso delle righe spettrali;
  - Orologi e lunghezze nel campo gravitazionale;
  - Radiazioni elettromagnetiche;
  - Radiazione cosmica;
  - Sistema solare;
  - Le stelle:origine ed evoluzione;
  - Oggetti celesti;
  - Ipotesi cosmologiche e modelli di universo.
  
  Questo tema di sintesi di ampio respiro e' proposto come tema conclusivo del programma di Fisica, essendo finalizzato a fornire all' allievo una visione scientifica organica della realtà fisica.
  Gli argomenti in oggetto dovranno essere affrontati non in termini esclusivamente descrittivi ma, nei limiti consentiti dalla preparazione logico-formale degli allievi, anche nella loro formulazione matematica, ogni volta che si presenta questa possibilità. Considerazioni di carattere storico completeranno la trattazione del tema.
  Dovrà essere previsto ampio coordinamento con gli analoghi argomenti del programma di scienze naturali.
  
  
  INDICAZIONI CURRICULARI
  
  Gli argomenti oggetto del programma sono stati suddivisi per grandi temi secondo i moderni orientamenti della ricerca pedagogica. Si ritiene comunque opportuno fornire indicazioni per una loro possibile scansione annuale.
  La scansione tiene conto del carattere di propedeuticità che alcuni argomenti hanno rispetto ad altri più complessi dal punto di vista formale e concettuale, e costituisce riferimento per i docenti ai fini dell' individuazione del percorso curricolare da seguire e degli esiti conclusivi da verificare al termine di ogni anno scolastico.
  In riferimento ai contenuti disciplinari di seguito indicati, si sottolinea che attraverso la programmazione annuale saranno definiti anche l'importanza e il livello di approfondimento dei singoli argomenti.
  
  
  CLASSE TERZA
  
  - Richiami di cinematica - Teoria della misura
  - Moti su traiettoria rettilinea, moto circolare, moto armonico, moto su traiettoria curvilinea
     qualsiasi.
   - Teoria della misura.
  
  FORZE E CAMPI
  
  -  Forze e momenti.
  -  Massa inerziale e momento d'inerzia.
  -  Concetto di campo e di linee di campo.
  -  Campo gravitazionale e campo elettrostatico.
  -  Potenziale ed energia potenziale.
  -  Moto di masse.
  -  Moto di cariche in un campo elettrostatico.
  -  Campo magnetico generato da una corrente elettrica.
  -  Moto di cariche in un campo magnetico.
  -  Conduzione elettrica.
  
  SISTEMI DI RIFERIMENTO
  
  - Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali.
  - Le trasformazioni galileiane.
  - Forze apparenti.
  
  PRINCIPI DI CONSERVAZIONE
  
  - Sistema isolato.
  - Conservazione della quantità di moto.
  - Conservazione dell'energia.
  - Indipendenza dei principi di conservazione dal sistema di riferimento.
  
  
  CLASSE QUARTA
   
  CAMPO ELETTROMAGNETICO - CORRENTE ALTERNATA
  
  - Induzione elettromagnetica.
  - Campo elettromagnetico.
  - Circuiti elettrici.
   
  RELATIVITÀ'
  
  - I postulati della relatività stretta.
  - Simultaneità, dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze.
  - Trasformazioni di Lorentz.
  - Massa relativistica ed equivalenza tra massa ed energia.
  
  PROCESSI REVERSIBILI ED IRREVERSIBILI
  
  - Teoria cinetica della materia.
  - Principi della termodinamica.
  - Trasformazioni reversibili ed irreversibili.
  - Entropia: definizione e significato.
  
  ONDE MECCANICHE ED ELETTROMAGNETICHE
  
  - Oscillazioni e onde: equazione dell'onda.
  - Studio matematico della propagazione dell'onda.
  - Onde longitudinali e trasversali.
  - Riflessione, rifrazione, dispersione.
  - Interferenza, diffrazione, risonanza.
  - Polarizzazione.
  - Effetto Doppler.
  - Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche.
  
  CLASSE QUINTA
  
  STRUTTURA DELLA MATERIA
  - Spettroscopia (emissione, assorbimento, stati metastabili).
  - Effetto termoelettronico.
  - Corpo nero e ipotesi di Planck.
  - Effetto fotoelettronico e ipotesi di Einstein.
  - Ipotesi di De Broglie: dualità onda-corpuscolo.
  - Modelli atomici ( Rutherford, Bohr, De Broglie): validità e limiti.
  - Principio di indeterminazione-effetto tunnel.
  - Lo stato solido (conduttori,semiconduttori,isolanti,giunzioni).
  - Nucleo atomico e radioattività naturale.
  - Reazioni nucleari (in particolare fissione e fusione).
  - Tipi di interazione.
  - Le particelle "elementari" (invarianze,simmetrie).
  
  
  L'UNIVERSO FISICO
  
  - Ipotesi della relatività generale.
  - La curvatura dello spazio-tempo.
  - Spostamento verso il rosso delle righe spettrali.
  - Orologi e lunghezze nel campo gravitazionale.
  - Radiazioni elettromagnetiche.
  - Radiazione cosmica.
  - Sistema solare.
  - Le stelle: origine ed evoluzione.
  - Oggetti celesti.
  - Ipotesi cosmologiche e modelli di universo.
  
   

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