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OBIETTIVI

Realizzare, utilizzando materiali e strumentazione di basso livello (laboratorio povero),  attività laboratoriali su argomenti di fisica classica e moderna per le quali le conoscenze richieste agli studenti sono quelle basilari per un corso di Fisica. Si propone una strategia didattica che vede gli studenti impegnati in un’attività di ricerca i cui esiti sono tutti da scoprire e che, rispetto a quella di verifica di leggi già studiante in precedenza, risulta più efficace nello stimolare alcune delle abilità e competenze previste dalle Indicazioni Nazionali per i Licei Scientifici.

PROGRAMMA:

Modulo n.1 – Dalla Diffrazione al reticolo di diffrazione.

Si sviluppa un modello matematico che permette di valutare la distribuzione dell’energia luminosa proveniente da due o più sorgenti puntiformi. Il modello viene poi implementato mediane un foglio Excel e utilizzato per prevedere la figura di diffrazione prodotta da sorgenti multiple. Tali previsioni vengono confrontate con le figure di diffrazione ottenute in laboratorio nelle stesse condizioni. Una volta validato il modello matematico, esso può essere utilizzato per prevedere il comportamento di un reticolo di diffrazione.

Modulo n.2 - Spettri continui e a righe.

Con tubi, cartoncino e reticolo si costruisce uno spettrometro.   Con una fotocamera si fotografa lo spettro emesso da sorgenti luminose di vario tipo. Si utilizzano sorgenti a spettro continuo, a bande e a righe. Dall’analisi dell’immagine fotografica si misura la lunghezza d’onda dei vari colori che compongono gli spettri di emissione delle diverse sorgenti.

Modulo n.3 - Alla scoperta del “quanto di energia”

Si determina la caratteristica corrente-tensione di 5 LED di colore diverso, tra cui uno infraoosso, e, rilevato lo spettro di emissione di ciascuno di essi, si misura la frequenza di picco.

Dal bilancio energetico degli elettroni di conduzione si determina il contributo energetico che ciascuno di essi fornisce alla radiazione emessa giungendo alla relazione di Planch

E=hf

 

Modulo n.4 - L’atomo di Idrogeno

Viene rilevato lo spettro di emissione di una lampada ad idrogeno e si misurano le lunghezze d’onda delle quattro righe visibili nello spettro. Sfruttando l’analogia tra questo fenomeno ed altri studiati in precedenza, si determina la relazione che lega le lunghezze d’onda delle righe osservate. Utilizzando il concetto di quanto di energia, emerso nell’esperimento precedente, è possibile interpretare l’emissione di luce da parte dell’atomo di idrogeno come dovuta a transizioni degli elettroni da livelli energetici più elevati verso uno stesso livello energetico.

MAPPATURA DELLE COMPETENZE:

  • Applicazione di conoscenze acquisite in precedenza per la soluzione di un problema reale;
  • ricorso a modelli fisici e matematici per la rappresentazione della situazione in esame;
  • scelta motivata delle grandezze da misurare e delle procedure di misurazione;
  • individuazione delle condizioni sperimentali più opportune per la rilevazione delle grandezze;
  • interpretazione dei dati e il ricorso a ipotesi esplicative.

DESTINATARI:

Docenti scuola di Matematica e Fisica della scuola secondaria II grado

RELATORE: Prof.  Ilarione Cormio – Docente di Fisica

DIRETTORE RESPONSABILE:  Prof. Luigi Melpignano - Dirigente Scolastico  

DURATA (ore): 22

FREQUENZA NECESSARIA (ore): 18

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