4B Liceo Scientifico - FISICA a.s. 2021-2022

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profili GeoGebra 4B (link)

elenco di possibili domande di teoria (pdf)

programma svolto di fisica (pdf)

GOOGLE CLASSROOM: codice corso 4B FISICA: udos2hj
(utilizzare le credenziali di Google Suite già fornite dal liceo - tutorial come iscriversi)

rappresentazione cronologica dell' ECUMENE (link)

CAP.9: Le ONDE e il SUONO

ripasso moti fondamentali (PDF)

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- si dice MOTO ARMONICO il moto di un corpo la cui accelerazione è direttamente proporzionale allo spostamento dalla posizione di equilibrio e ha verso opposto

1. Scheda di lavoro con GeoGebra sul MOTO ARMONICO (pdf)

VIDEO TUTORIAL della costruzione sul Moto Armonico (thanks to Ma.Fa.)

Moto Armonico e moto circolare le componenti

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2. Scheda di lavoro con GeoGebra sulla legge oraria del MOTO ARMONICO (pdf)

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onde trasversali e onde longitudinali

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3. Schede lavoro con GeoGebra rappresentazione matematica onde armoniche 2D e 3D (pdf)

VIDEO TUTORIAL della costruzione di onde armoniche 2D (thanks to El.Ba.)

VIDEO TUTORIAL della costruzione di onde armoniche 3D (thanks to El.Ba.)

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onde su una corda (link PHET)

la velocità di propagazione v di un'onda su una corda con densità lineare µ=m/l si misura in [kg/m] e sottoposta ad una tensione T (è una forza in [N] è:

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Principio di sovrapposizione:

"nella regione in cui si sovrappongono due o più onde, la perturbazione totale è la SOMMA delle ampiezze delle perturbazioni che ciascuna di esse produrrebbe da sola"

esempio Principio di sovrapposizione con GeoGebra

esempio Principio di sovrapposizione con GeoGebra 3D

un esempio di somma di onde sinusoidali

un esempio di SERIE di FOURIER

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onde sonore:

frequenza udibili:

on line tone generator (link)

come vedere le onde sonore:

suono puro: è un onda sonora armonica caratterizata da una sola frequanza

il Timbro di un suono è dovuto alla sovrapposizione di più armoniche
riconosciamo la stessa nota suonata da strumenti diversi perchè ha sempre la stessa altezza che corrisponde alla frequanza fondamentale
riconosciamo la "voce" dei vari strumenti perché l'onda sonora di ciascuno di essi è caratterizzata da un particolare insieme di frequenze

approfondimento: il suono (INFN scienza x tutti)

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Effetto Doppler (C.Doppler, Au, 1803-1853)

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interferenza costruttiva e distruttiva con lo smartphone:

diffrazione di una onda attraverso una fenditura: il suono si diffonde verso l'esterno e si incurva (=diffrange) a causa degli effetti di INTERFERENZA tra le onde sonore prodotte, l'intensità del suono è per lo più confinata all'interno di un angolo e dipende dalla lunghezza d'onda e dalla dimensione della fenditura

i fenomeni di DIFFRAZIONE posso essere spiegati mediante il Principio di Huygens:

"ogni punto di un fronte d'onda si comporta come sorgente di onde sferiche che si propagano con la stessa velocità dell'onda"

OSSERVAZIONE: Interferenza e Diffrazione sono fenomeni strattemente connessi e sono trattati in modo distinto per ragioni storiche, entrambi i fenomeni hanno origine dalla sovrapposizione di fronti d'onda emessi da sorgenti coerenti

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costruire un'onda per riprodurre un SUONO puro - protocollo di costruzione

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il fenomento dei Battimenti:
"variazioni periodiche dell'intensità del suono dovute all'INTERFERENZA di due onde sonore con frequenze leggermente diverse"

i battimenti (link geogebra)

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ONDE STAZIONARIE :
"fenomeno di INTERFERENZA di due onde trasversali della stessa frequenza, in opposizione di fase, che si propagano con la stessa velocità tra due estremi fissi":

onde stazionarie (link geogebra)

le lunghezze d'onda dei modi normali sulla corda di lunghezza L, sono:

essendo la lunghezza d'onda, la velocità di propagazione delle onde sulle corde e la frequenza legate dalla relazione v=λ·f

le frequenze d'onda dei modi normali sulla corda di lunghezza L, sono:

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la risonanza meccanica: il crollo del ponte di Tacoma

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Appunti e formulario sulle onde (pdf)

Appunti onde e suono (thanks to Ch.Fa.)

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Esercitazione sulle onde - Soluzioni (pdf)

svolgimento Esercizio n.1 - esercizio n.2 - esercizio n.3 - esercizio n.4

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breve ripasso:

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Zanichelli test, allenamento: Onde e suono cap.9 (link)

ZANICHELLI TEST allenamento su Oscillazioni e onde meccaniche Cap.13 (link)

ZANICHELLI TEST allenamento sul Suono Cap.14 (link)

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VideoEsperimento 1: misurare la lunghezza d'onda e la velocità di un suono in aria con PhyPhox (thanks to St.Me.)

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CAP.10 - L'INTERFERENZA e la NATURA ONDULATORIA della LUCE  

1. raggi luminosi o raggi ottici:

sono segmenti che rappresentano il cammino rettilineo della luce

2. la velocità della luce nel vuoto:

è una costante universale c=299.792.458m/s (per i nostri calcoli si può approssimare a c=3·10⁸m/s )

[c è iniziale latina della parola "celeritas" e anche iniziale della parola "costante"]

3. Le leggi "empiriche" della RIFLESSIONE della LUCE:

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La legge della riflessione (GeoGebra)

scheda di lavoro con GeoGebra sulla legge della riflessione (pdf)

VIDEO TUTORIAL sulla costruzione della legge della riflessione con GeoGebra (thanks to Ma.Fa.)

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"empiriche" della RIFRAZIONE della LUCE:

La "Deviazione" della luce (link)

La legge della rifrazione (GeoGebra)

scheda di lavoro con GeoGebra sulla legge della della rifrazione (pdf)

VIDEO TUTORIAL della costruzione sulla legge della rifrazione con GeoGebra

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Il fenomeno della profondità apparente (es.12 pag.97)

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Dall'ottica Geometrica all'ottica fisica:

Cronologia 2:"sia fatta la luce", cronologia dei modelli corpuscolare ed ondulatorio (pdf)

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Il CALCOLO della VELOCITA' della LUCE:

1. La velocità della luce, le parole di Galileo (1632)
da "Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze" leggi a pag.27

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2. La velocità della luce, l'esperienza di Römer (1676)

scheda di lavoro: il calcolo della velocità della luce di Römer con Stellarium (pdf)

l'esperienza di Römer spiegata da lui stesso (università Paris-sud)

info su Giove (theskylive)

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3. La velocità della luce, l'esperimento di Fizeau 1849 (link)

la machine de Fizeau - (quella originale, il video migliore, ma in francese)

la macchina di Fizeau ricostruita a Tor Vergata

i calcoli della velocità della luce con la macchina di Fizeau (pdf)

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4. La ricerca della precisione: Leon Focault 1850

la machine de Focault - (quella originale, il video migliore, ma in francese)

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Appunti: l' Experimentum Crucis di Newton (pdf)     

la percezione umana dei colori

i colori RGB (GeoGebra)

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la doppia rifrazione con un cristallo di spato d'Islanda:

la bussola dei vichinghi (doc superquark youtube)

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L'INTERFEROMETRO di T.YOUNG:

l'esperimento di T.Young (UK, 1773-1829) per la misura della lunghezza d'onda della luce (GeoGebra)

Appunti sull'interferometro di Young (pdf)

(GeoGebra)

Figure di interferenza o di diffrazione (=insieme di frange luminose e scure raccolte su uno schermo, è un fenomeno associato alla deviazione della traiettoria di propagazione delle onde) ottenute in classe con un laser ed una singola fenditura:

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scheda di lavoro sulle radiazioni elettromagnetiche (pdf)

lo spettro elettromagnetico (chimica online)

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INTERFERENZA su lamina sottile:

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Scheda di lavoro con i reticoli di diffrazione (pdf)

Principio di Huygens: "ogni punto di un fronte d'onda si comporta come sorgente di onde sferiche che si propagano con la stessa velocità dell'onda"

Figure di diffrazione ottenute in classe con un laser ed un reticolo di diffrazione
(= lastra trasparente su cui sono praticate numerose fenditure parallele ed equispaziate) :

separazione dei colori con un reticolo di diffrazione 1000linee/mm (posto direttamente sulla fotocamera):

reticolo 1000 linee per mm:

reticolo 500 linee per mm:

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La "macchia luminosa" di Poisson (Fr,1781-1840) - Fresnel (Fr,1788-1827) - Arago (Fr,1786-1853):

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schema riassuntivo: onde sonore e onde luminose (pdf)

concetti fondamentali cap.10 (pdf)

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ZANICHELLI TEST allenamento sulla interferenza e la natura ondulatoria della luce (link)

ZANICHELLI TEST allenamento sulla OTTICA FISICA (link)

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ESERCITAZIONE verifica sulla OTTICA FISICA (Cap.10) - soluzioni numeriche (pdf)

svolgimento es. n.1 (pdf) - svolgimento n.2 (pdf) - svolgimento n.3 (pdf) - svolgimento n.4 (pdf)

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CAPITOLO 11 - FORZE ELETTRICHE E CAMPI ELETTRICI

elettricità statica (link)

Carica elettrica e forza di Coulomb:

la Legge di Coulomb (link)

la bilancia di torsione elettrica di Coulomb

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la legge dell'inverso del quadrato (link)

un ripasso geometria....

esercizio svolto n.20 pag.154 (forze elettriche con i vettori)

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ordini di grandezza: massa (link)

richiami utili: il numero di Avogadro (pdf)

atomo (link)

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il principio di sovrapposizione: un esercizio svolto

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VIDEO tra Newton e Maxwell, documentario: la storia di Michael Faraday

simulazione di un campo elettrico:

Click to Run

cariche e campo elettrico:

l'hockey nel campo elettrico:

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LINEE DI CAMPO o linee di forza di un campo vettoriale:

1) sono più fitte dove il campo è più intenso
(criterio di Faraday, indicano il modulo del vettore campo in quel punto)

2) sono linee orientate la cui tangente è diretta come il campo in quel punto
(indicano direzione e verso)

3) non si intersecano mai (altrimenti non sarebbe unica la retta tangente)
- nel caso del campo gravitazionale sono dirette verso il centro di massa
- nel caso del campo elettrico sono dirette dalla cariche positive verso quelle negative
- nel caso del campo magnetico sono dirette dal polo nord verso il polo sud

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Il Teorema di GAUSS per il campo elettrico

una premessa: il problema del piccolo Gauss sulla somma dei numeri da 1 a 100

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visualizzazione del vettore area: https://www.geogebra.org/m/GtgBUcGN (geogebra link)

flusso del campo elettrico: https://www.geogebra.org/m/pYR2t8FN (geogebra link)

  Il Teorema di Gauss per il campo elettrico:

il condensatore piano:

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1. una applicazione del teorema di Gauss: n.61 pag.161

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2. una applicazione del teorema di Gauss: n.66 pag.162
Soluzione Esercizio n.66 pag.162 (pdf)

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3. Una applicazione del Teorema di Gauss: determinare il campo elettrico generato da una distribuzione piana di carica (cfr.pag.143-144):

4. Una applicazione del Teorema di Gauss: determinare il campo elettrico generato da un filo uniformemente carico (cfr.pag.146-147):

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Formulario cap 15: forze elettriche e campi elettrici (pdf)

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ZANICHELLI TEST allenamento su forze e campi elettrici (link)

Esercizi svolti sul campo elettrico (link)

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Esercitazione per preparare la verifica su forze e campi elettrici (pdf) - Soluzioni (pdf)

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CAPITOLO 12 - ENERGIA POTENZIALE ELETTRICA e POTENZIALE ELETTRICO

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i CONDENSATORI:

simulazione di un CONDENSATORE piano intro (link)

simulazione "CAPACITOR LAB" (link)

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ZANICHELLI TEST allenamento su Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico (link)

TEST interattivo: le unità di misura dell'elettrostatica (link)

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Esercitazione per preparare la verifica su energia potenziale elettrica e potenziale elettrico (pdf) - Soluzioni (pdf)

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