Inserimento del progetto E.E.E nella programmazione curriculare.

1. E.E.E. – I.T.I.S. E. Fermi (Le)Utilizzo curriculare del progetto EEEcome campo di esercizio sui programmi ministeriali dell’ITIS Inserimento del progetto E.E.E nella programmazione curriculare.

2. Scientifico Tecnologico ITIS Se vogliano che la fisica sia una materia affascinante dobbiamo far toccare la fisica con le mani: -Portando gli alunni al saper fare affinché trovino entusiasmo ed interesse e far comprendere quanto sia faticosa l’attività sperimentale.

3. Quadro orario Scientifico Tecnologico

4. Attività Curriculari I.T.I.S. Dovendo inserire il progetto nel curricolo formativo è bene ricordare che come dal quadro orario che è previsto: • un laboratorio di Fisica , Chimica , Biologia, Informatica Sistemi e Automazione • la presenza dell’insegnante tecnico pratico e dell’aiutante tecnico sono figure essenziali per garantire una corretta attività sperimentale. Nella programmazione curriculare per la Fisica sono previste prove di laboratorio, per gli argomenti di meccanica, elettromagnetismo, fisica quantistica.

5. Programma curriculare Ministeriale per ( Temi) Liceo Scientifico Tecnologico (I.T.I.S. Le) I temi da inserire sono evidenziati

6. Fondamenti della meccanica Tema I • Moti e sistemi di riferimento: • Moto rettilineo, moto su traiettoria  qualsiasi, moto circolare uniforme, moto armonico. • - Forze e moti. Le tre leggi della dinamica. • - Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali. Forze apparenti. Principio di relatività galileiana e trasformazioni di Galilei. Principio di equivalenza. • - Lavoro di una forza. Energia cinetica. • - Quantità di moto e sua conservazione. • - Sistema di corpi. Centro di massa. Momento di inerzia. Corpo rigido. Momento angolare e sua conservazione. • - Condizioni generali di equilibrio. • - Mezzi continui deformabili. Fluidi. Equazione di Bernoulli. Viscosità.

7. Tema n.2 - Forze e campi • Interazioni gravitazionali. Leggi di Keplero. La legge di gravitazione universale. • - Interazioni elettrostatiche. La legge di Coulomb. • - Campo gravitazionale e campo elettrostatico. Vettori g ed E, principio di sovrapposizione dei campi. • - Campi conservativi. Potenziale ed energia potenziale. Circuitazione e flusso. Teorema di Gauss. Capacità elettrica. Energia e densità di energia del campo elettrico. • - Conservazione dell'energia.

8. Tema 2 • Moto di masse in campo gravitazionale e moto di cariche in campo elettrostatico. • - Interazioni magnetiche tra magneti, circuiti, cariche in moto. • - Campo magnetico. Vettore B. • - Campi non conservativi. Flusso e circuitazione di B, teorema di Ampère. • - Moto di cariche in un campo magnetico. Forza di Lorentz.

9. Tema 2 • Campi elettrici e magnetici variabili. Induzione elettromagnetica. Energia e densità del campo magnetico. • - Equazione di Maxwell. • - Conduzione elettrica. Conduttori, semiconduttori, isolanti. • - Circuiti elettrici in cc e ca. Circuiti con elementi attivi e passivi.

10. Tema n.3 - Oscillazione e onde • Oscillatore armonico. Sistemi meccanici ed elettrici oscillanti. Energia dell'oscillatore. • - Oscillazioni smorzate, forzate, risonanza. • - Onde e loro propagazione. Velocità di fase e velocità di gruppo. Effetto Doppler. • - Onde sinusoidali e loro equazioni. Principio di sovrapposizione delle onde. Teorema di Fourier. • - Riflessione, rifrazione, interferenza, diffrazione, polarizzazione. Onde stazionarie. Interpretazione dei fenomeni mediante il principio di Huygens. • - Il suono (analisi armonica).

11. Tema 3 • La luce. Velocità della luce. Modello ondulatorio e corpuscolare. • - Il raggio luminoso come modello. Ottica geometrica e sua applicazione a semplici sistemi riflettenti e rifrangenti. • - Onde elettromagnetiche. Loro energia e quantità di moto. • - Generazione, trasmissione e ricezione di segnali elettromagnetici.

12. Tema n. 4 - Termodinamica e modellistatistici • Sistemi a gran numero di particelle. Parametri macroscopici, pressione, volume, temperatura. • - Equazione di stato dei gas perfetti. • - Equilibrio termico e principio zero della termodinamica. • - Energia interna e primo principio. Trasformazioni reversibili e irreversibili. • - Secondo principio della termodinamica. Entropia. • - La teoria cinetica dei gas. Distribuzione della velocità delle molecole di un gas. Equiparazione dell'energia. • - Definizione probabilistica dell'entropia. Ordine e disordine. Fluttuazioni e moto browniano. Evoluzione spontanea dei sistemi complessi.

13. Tema n.5 - Quanti, materia, radiazione • Prime prove dell'esistenza degli atomi. La determinazione del numero di Avogadro. La scoperta dell'elettrone e la mole. La determinazione della carica elementare. • - La spettroscopia come metodo d'indagine. Emissione e assorbimento. Lo spettro dell'atomo di idrogeno. • - La quantizzazione dell'energia nella radiazione. Corpo nero e ipotesi di Planck. Effetto fotoelettrico e ipotesi di Einstein. • - La quantizzazione dell'energia nella materia. Modelli atomici, validità e limiti. Esperimento di Frank e Hertz. • - Dualismo onda-corpuscolo. Effetto Compton. Ipotesi di De Broglie. Esperimento di Davisson e Germer.

14. Tema 5 • Principio di indeterminazione di Heisenberg.   • - Interpretazione probabilistica della funzione d'onda. • - Principio di corrispondenza. • - Principio di sovrapposizione. Particelle identiche. • - Interazione tra onde elettromagnetiche e materia. • - Sorgenti di radiazione continua, discreta, coerente. • - Stato solido: conduttori, semiconduttori, isolanti, giunzione. • - Il nucleo atomico.

15. Tema 5 • La radioattività. • - Interazioni tra particelle e materia. • - Radiazioni ionizzanti. • - Reazioni nucleari. • - Le particelle elementari. • ( Inserimento progetto E.E.E.) da portare come tesina multidisciplinare agli esami di Stato che coinvolga l’intera classe.

16. Tema n.6 - Relatività • Invarianza della velocità della luce, prove sperimentali. • - Principio di relatività. • - Trasformazioni di Galilei e trasformazioni di Lorentz. Composizione della velocità. • - Effetto Doppler relativistico. • - Massa, impulso ed energia. Equivalenza tra massa e energia. • - Problematiche connesse con la gravitazione: geometria dello spazio- tempo e redshift gravitazionale.

17. Tema n.7 - Universo fisico • L'osservatorio Terra. • - Struttura e dinamica del sistema solare. • - Sole: caratteristiche osservative, irraggiamento, spettro solare, morfologia, attività superficiale. • - Galassie: morfologia e struttura. • - Metodi di indagine in astrofisica. • - Fondamenti osservativi della cosmologia. • - Modelli d'universo.

18. La figura dell’insegnante di Fisica La vastità del programma da svolgere in tre anni con un carico orario settimanale Ore Classe Laboratorio ore • 4 3 2 • 3 4 2 • 4 5 2 • Permette all’insegnante un ampio spazio di manovra per l’inserimento di argomenti correlati tra loro che abbiano una vasta ricaduta sull’attività di laboratorio. • Il progetto si presenta come un lavoro multidisciplinare che coinvolge le materie Fisica, Chimica , Informatica e Sistemi, Scienze della Terra e Biologia, tutte materie curriculari. • Nel progetto gli alunni potranno trovare argomenti trattati nelle materie Sistemi e informatica, Fisica , Chimica ( gas) , Scienze della Terra , Biologia.

19. Inserimento nel curriculum • In conclusione per gli Scientifici Tecnologici l’esperimento E.E.E. rappresenta un completamento ed un approfondimento del curriculum. Tale attività è per gli alunni occasione per avvicinarsi al mondo della ricerca e per gli insegnanti un’occasione per attuare una programmazione multidisciplinare con al centro il progetto E.E.E.