Programma svolto di fisica

classe quinta liceo

CONTENUTI

 

La carica elettrica e la legge di Coulomb

Elettrizzazione per strofinio. I conduttori e gli isolanti. Elettrizzazione per contatto. La carica elettrica. La conservazione della carica elettrica. La legge di Coulomb. La forza di Coulomb nella materia. Linduzione elettrostatica. Le forze elettriche e le forze gravitazionali. La polarizzazione degli isolanti.

Il campo elettrico

Il concetto di campo elettrico. Il vettore campo elettrico. Le linee di campo. Campo elettrico di alcune particolari distribuzioni di cariche. Campo elettrico di una sfera conduttrice carica. Il flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie. Il teorema di Gauss per il campo elettrico. Il campo elettrico generato da una distribuzione piana infinita di carica. Il campo elettrico di una distribuzione sferica di carica. Il campo elettrico di un condensatore.

L’energia potenziale elettrica. Lavoro del campo elettrico uniforme  e di una carica puntiforme. Il potenziale elettrico. Il potenziale di una carica puntiforme. Le superfici equipotenziali. La deduzione del campo elettrico dal potenziale. La circuitazione del campo elettrostatico. Teorema di Coulomb. La capacità  di un conduttore. Il condensatore. I condensatori in serie e in parallelo. L’energia immagazzinata in un condensatore.

 

La corrente elettrica continua

La corrente elettrica. I generatori di tensione. Il circuito elettrico. La prima legge di Ohm. Le leggi di Kirchhoff. I conduttori ohmici in serie e parallelo. La forza elettromotrice e la resistenza interna di un generatore 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.

 

Fenomeni magnetici fondamentali

Magneti naturali  e artificiali. Le linee di campo magnetico. Confronto tra campo magnetico e il campo elettrico. Forze che si esercitano tra magneti e correnti e tra correnti e correnti. La definizione di Ampere. L’esperienza di Oersted e di Faraday. L’origine del campo magnetico. L’intensità  del campo magnetico e la legge di Biot e Savart. La forza esercitata da un campo magnetico su un filo percorso da corrente. Il campo magnetico di un filo rettilineo percorso da corrente. Il campo magnetico di una spira e di un solenoide. Flusso e circuitazione di campo magnetico. Momento torcente di un campo magnetico su una spira percorsa da corrente. Sostanze e loro permeabilità  magnetica relativa. Momenti magnetici atomici e molecolari. Effetti prodotti da un campo magnetico sulla materia. Ciclo di isteresi magnetica.

 

Moto di cariche elettriche in campi elettrici e magnetici

Il moto di una carica in un campo elettrico. Lesperimento di Millikan. La forza magnetica sulle cariche in movimento. Il moto di una carica elettrica in un campo magnetico. Lesperimento di Thomson.

Induzione elettromagnetica e applicazioni

Esperienze di Faraday sulle correnti indotte. La legge di Faraday Neumann Lenz. Induttanza di un circuito. Autoinduzione elettromagnetica. Mutua induzione.

Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche.

Circuitazione del campo elettrico indotto. Il paradosso del teorema di Ampere e corrente di spostamento. Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche. L’energia trasportata dalle onde elettromagnetiche. Lo spettro elettromagnetico.

Cenni sul modello standard. Il decadimento beta. Loscillazione dei neutrini.