5B Liceo Scientifico - FISICA a.s. 2020-2021
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DaD - Didattica a Distanza 2020-2021
GOOGLE CLASSROOM: codice corso 5B FISICA: ftadq2c
(utilizzare le credenziali di Google Suite già fornite dal liceo - tutorial come iscriversi)
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ERRORI: concorso sulla fisica sbagliata
profili GeoGebra 5B (link)
elenco di possibili domande di teoria (pdf)
programma FISICA 2020-2021 (pdf) 
percorsi cronologici di fisica per la sintesi e il ripasso:
Cronologia 1: Atomi e molecole (pdf)
Cronologia 2:"sia fatta la luce", i modelli corpuscolare ed ondulatorio (pdf)
Cronologia 3: Oltre l'atomo: lo spazio interno (pdf)
rappresentazione cronologica dell' ECUMENE (link)
UNITA' DI MISURA
appunti: unità di misura del S.I. per problemi di e.m. (pdf)
CAP.18: CIRCUITI IN CORRENTE CONTINUA
un esercizio sulle unità di misura dei circuiti elettrici (link)
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CAP.20 - IL CAMPO MAGNETICO
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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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VIDEO tra Newton e Maxwell, documentario: la storia di Michael Faraday
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Linee di campo magnetico generate da un magnete |
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dal magnetismo all'elettromagnetismo laboratorio fisica 5G (per ora solo la prima metà)
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Esperimento di Christian Oersted (Dk, 1777-1867)
una corrente elettrica è sorgente di un campo magnetico:
VideoEsperimento - di Oersted (thanks to Br.Ma.)
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Esperimento di André-Marie Ampère (FR,1775-1836)
forza tra due fili rettilinei e paralleli attraversati da una corrente elettrica:
il motore a corrente continua
(DC motor):
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Linee di campo magnetico generate da un magnete |
Linee di campo magnetico generate da una spira circolare percorsa da corrente |
Linee di campo magnetico generate da un solenoide percorso da corrente |
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scheda di riepilogo su forze elettriche e campi elettrici (cap.15)
scheda di riepilogo su energia potenziale elettrica e potenziale elettrico (cap.16)
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il selettore di velocità:
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appunti il campo magnetico (cap.20)
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Esercitazione su interazioni magnetiche e campi magnetici (pdf) - soluzioni (pdf)
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CAP.21 - L'INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
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Esperimenti di Michael Faraday (UK, 1791-1867), un campo magnetico variabile produce una corrente elettrica:
VideoEsperimento - di Faraday sull'induzione magnetica (thanks to Ri.Or.)
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l'esperimento di Faraday:
Correnti indotte: il laboratorio virtuale di Faraday by PHET (necessita Java istallato)
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Le correnti di Focault:
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i(t) in un Circuito R-L in corrente continua - 
protocollo di costruzione
TUTORIAL i(t) in un circuito R-L in corrente continua (thanks to El.Ba.)
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TEST sulle unità di misura dell'elettromagnetismo (link)
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CAP.22 - La CORRENTE ALTERNATA
come funziona un alternatore
Generatore di corrente alternata (GeoGebra)
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riferimenti storici: EDISON – L’UOMO CHE ILLUMINO’ IL MONDO:
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Scheda di lavoro con GEOGEBRA circuiti CA (pdf)
circuiti C.A. CORRENTE ALTERNATA (GeoGebra)
TUTORIAL i(t) in un circuito R-L-C in corrente alternata (thanks to Ma.Fa.)
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| PHET Capacitor lab basic | PHET Capacitor lab |
il trasformatore:
www.circuitlab.com
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APPUNTI: Induzione elettromagnetica (pdf)
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Esercitazione la CORRENTE ALTERNATA cap.22 - Soluzioni (pdf)
svolgimento n.1 - svolgimento n.2 - svolgimento n.3 - svolgimento n.4
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CAP.23 - Le EQUAZIONI di MAXWELL
“la verità scientifica dovrebbe essere presentata in diverse forme e dovrebbe essere considerata parimenti scientifica che si presenti
nella veste vigorosa e nella vivida colorazione di una immagine fisica oppure nella sottigliezza e nel pallore di un’espressione simbolica”
(the Scientific Papers of J.C.Maxwell, 1890)
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Tra molto tempo – per esempio tra diecimila anni – non c'è dubbio che la scoperta delle equazioni di Maxwell sarà giudicato l'evento più significativo del XIX secolo. La guerra civile americana apparirà insignificante e provinciale se paragonata a questo importante evento scientifico della medesima decade. Richard Feynman (USA, 1918-1988)- - -
APPUNTI: dall'elettomagnetismo alle equazioni di Maxwell (pdf)
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i condensatori:
  
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| PHET Capacitor lab basic
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PHET Capacitor lab |
la legge di Ampère-Maxwell (GeoGebra)
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una ricostruzione dell'esperimento di Hertz del 1888 per dimostrare sperimentalmente l'esistenza di onde e.m. (thanks to Br.Ma.)
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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 con Stellarium (pdf)
l'esperienza di Römer spiegata da lui stesso (università Paris-sud)
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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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Come abbiamo misurato la velocità della luce?
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scheda di lavoro sulle radiazioni elettromagnetiche (pdf)
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la propagazione di onde elettromagnetiche (GEOGEBRA)
https://www.geogebra.org/m/fxKyaTrn
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PHET: la generazione e ricezione di onde elettromagnetiche
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la POLARIZZAZIONE della LUCE:
la DOPPIA RIFRAZIONE nei cristalli di spato d'Islanda:
la bussola dei vichinghi (doc superquark youtube)
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Scheda di lavoro sullo spettro elettromagnetico (pdf) - scheda completa (pdf)
Scheda di lavoro sull'effetto Doppler "classico" e "relativistico" (pdf)
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Esercitazione EQUAZIONI di MAXWELL cap.23 - Soluzioni (pdf)
svolgimento n.1 - svolgimento n.2 - svolgimento n.3 - svolgimento n.4
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SPETTROSCOPIA (link)
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«Un matematico può dire qualsiasi cosa gli piaccia, ma un fisico deve essere almeno parzialmente sano di mente.» Willard Gibbs- - -
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CAP.24: LA TEORIA DELLA RELATIVITA' RISTRETTA
Lorenzo Baglioni - La Teoria della Relatività (feat Fiesta Ferrero)
Una volta i giornali dicevano che c'erano solo dodici persone in grado di capire la teoria della relatività. Io credo che non sia mai stato così. Può essere che per un po' la capisse solo Einstein, perchè prima di scrivere il suo articolo lui era il solo ad aver capito come stavano le cose, ma, dopo che la gente ebbe letto il suo articolo, molti capirono la teoria della relatività in un modo o nell'altro; certamente più di dodici. Invece credo di poter dire con sicurezza che nessuno capisce la meccanica quantistica perciò, se vi riesce, evitate di continuare a domandarvi: "ma come fa ad essere così?", Richard Feynman (la legge fisica)
Appunti "ristretti" sulla relatività speciale (pdf)
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Sull'elettrodinamica dei corpi in movimento - A.Einstein 1905 (pdf)
è il terzo dei 4 articoli pubblicati da Einstein nel 1905, Annus Mirabilis Papers
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Il fallimento più importante della Fisica
‘Ho sempre tentato. Ho sempre fallito. Non discutere. Prova ancora. Fallisci ancora. Fallisci meglio.’ Samuel Beckett
1. Interferometro di Michelson e Morley:
2. Interferometro di Michelson e Morley:
Interferometro di Michelson e Morley: la strumentazione nel nostro laboratorio
3. Esperimento sul "vento d'etere" di Michelson e Morley:
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La storia dell'esperimento di Michelson e Morley:
Una spiegazione dell'esperimento di Michelson e Morley:
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"il tempo? Se nessuno me lo chiede lo so, ma se voglio spegarlo non lo so". Agostino d'Ippona
"Non definisco il tempo in quanto concetto notissimo a tutti" Isaac Newton - Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687)
richiamo sulle misure di tempi e spazi (link)
l'orologio a luce
composizione delle velocità e orologio a luce (link GeoGebra)
grafico e calcolatrice grafica per il fattore di Lorentz (link geogebra)
scheda di lavoro sulle velocità e sulle distanze (pdf)
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calcolo del fattore di Lorentz per la velocità del suono (link wolframealpha)
calcolo del fattore di Lorentz per un GPS sat (link wolframealpha)
I GPS SAT
calcolo del fattore di Lorentz per la ISS (link wolframealpha)
calcolo del fattore di Lorentz per un muone (link wolframealpha)
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legge di composizione delle velocità relativistica: calcolo per piccole velocità esempio pag.914 (link wolframalpha)
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Effetto Doppler Relativistico: red shift e blue shift, Milky Way's Head On Collision
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contrazione delle lunghezze - dilatazione dei tempi (link GeoGebra)
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Energia relativistica
Può l'inerzia di un corpo dipendere dal suo contenuto di energia? - A.Einstein 1905 (pdf)
è il quarto dei 4 articoli pubblicati da Einstein nel 1905, Annus Mirabilis Papers
Richiamo sulla conservazione dell'energia meccanica:
Gigi Proietti 1976: la massa che cos'è? (youtube)
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ESERCITAZIONE per preparare la verifica sulla Relatività (pdf) - soluzioni (pdf)
svolgimento n.1 (Apollo 11) - svolgimento n.2 (il muone) - svolgimento n.3 (energia) - svolgimento n.4 (urto)
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Lorenzo Baglioni - Il Modello Atomico feat. I Supplenti Italiani
Oltre L'Atomo (cap.26-27-28)
“Quando si tratta di atomi, il linguaggio può essere usato solo come si fa nelle poesie” Niels Bohr
"nella scienza si cerca di dire alla gente, in modo da essere capiti da tutti, qualcosa che nessuno sapeva prima. Invece nella poesia accade esattamente il contrario" Paul Dirac
Cronologia 1: Atomi e molecole (pdf)
approfondimento: intervista impossibile a NIELS BOHR (INFN scienza x tutti)
l'esperimento di Rutherford:
spettri solari continui ottenuti con un prisma: 
separazione dei colori con un reticolo di diffrazione da 500 linne per mm (posto direttamente sulla fotocamera):
spettro solare a righe e altri spettri visti con uno spettrometro professionale:
come costruire uno spettroscopio ad alta risoluzione compatto (link)
come costruire uno spettroscopio (link)
come costruire uno spettroscopio casalingo (link)
immagini ottenute con uno spettorscopio "casalingo" a reticolo di diffrazione: 
spettro ottenuto dalla luce di una lampada a basso consumo: 
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la radiazione di corpo nero:
- tutti i corpi, qualunque sia la loro temperatura, emettono continuamente onde elettromagnetiche. (cfr. visione notturna) (talvolta anche nel visibile)
- Per determinare le caratteristiche di tali emissioni, alla fine dell'ottocento, i fisici iniziarono a studiare in modo sistematico le proprietà di emissione della radiazione elettromagnetica da parte di un "corpo nero"
- un "corpo nero" è un qualsiasi oggetto che assorbe tutta la radiazione elettromagnetica che lo colpisce, senza rifletterla (per questo è detto "nero")
- Assorbendo tutta l'energia incidente, per la legge di conservazione dell'energia il corpo nero re-irradia tutta l'energia assorbita
- in natura non esistono corpi che soddisfano perfettamente tale caratteristica
VANTABLACK - The Darkest Material on Earth:
Darker Than Vantablack—Absorbs 99.9923% of Light
Lo spettro (intensità o densità della radiazione emessa in funzione della lunghezza d'onda o della frequenza)
di un corpo nero è uno spettro dalla forma a campana tale che:
1. la distribuzione dell'energia della radiazione emessa da un corpo nero NON dipende dal materiale con cui è costituito il corpo
2. all'aumentare della temperatura aumenta l'area sottesa dalla curva (aumenta l'energia emessa dal corpo)
3. all'aumentare della temperatura il picco della curva si sposta verso lunghezze d'onda minori (o frequenze maggiori)
L'ipotesi di quantizzazione di Planck: l'interazione fra radiazione e materia avviene per scambio di pacchetti discreti di energia detti "quanti"
Planck fece uso di un modello in cui il corpo nero è composto da un gran numero di oscillatori atomici, ciascuno dei quali emette e assrobe onde elettromagnetiche.
per ottenere l'accordo tra curve teoriche e sperimentali, Plank ipotizzò che l'energia E di un oscillatore atomico avesse solo i valori discreti E=hf, 2hf, 3hf...
E=n·hf
dove h=6,626·10-34J·s è la costante di Planck
(n è un numero naturale e f la frequenza della radiazione)
“… quando un raggio luminoso uscente da un punto si propaga, l’energia non si distribuisce in modo continuo in uno spazio via via più grande; essa consiste invece in un numero finito di quanti di energia, localizzati in punti dello spazio, i quali si muovono senza dividersi e possono essere assorbiti e generati solo nella loro interezza”.
PHET: modelli dell'atomo di idrogeno
PHET: Effetto Fotoelettrico:
Einstein, applicando il principio di conservazione dell'energia, propose la seguente equazione:
h·f=KMAX+W0
se un fotone ha energia superiore a W0, l'energia in eccesso appare come energia cinetica dell'elettrone espulso,
quindi gli elettroni meno legati sono quelli che vengono espulsi con energia cinetica KMAX
tabella completa lavori di estrazione W0
metallo |
simbolo |
λ0 rilevata dal simulatore |
W0 in J |
W0 in eV |
| Argento | Ag | 7,57·10-19J | 4,73eV | |
| Sodio | Na | |||
| Zinco | Zn | λ0 =284nm | 6,99·10-19J | 4,37eV |
| Rame | Cu | λ0 =262nm | 7,58·10-19J | 4,73eV |
| Platino | Pt | λ0 =284nm | 6,33eV | |
| Calcio | Ca | λ0 =406nm | 3,05eV | |
| ???? | ???? | λ0 =320nm | 3,877eV |
approfondimento: l'effetto fotoelettrico (INFN scienza x tutti)
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un fotone (termine coniato nel 1926 dal fisico statunitense Gilbert Newton Lewis per indicare i quanti di luce) possiede energia
tuttavia un fotone è diverso da una normale particella:
- viaggia alla velocità c rispetto a qualsiasi sistema di riferimento
- non può mai essere fermo → è privo di energia a riposo e quindi di massa (m=0)
la quantità di moto di un fotone è 
si ricava dalla relazione
ponendo m=0
e quindi: 
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Effetto Compton è un fenomeno di scattering interpretabile come un urto elastico (cioè uno scambio di quantità di moto) tra un fotone ed un elettrone
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Lunghezza d'onda di De Broglie :
h=6,626·10-34J·s è la costante di Planck
p=γ·m·v è la quantità di moto relativistica della particella
(è conseguenza delle equazioni: E=hf e p=E/c)
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