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Fisica C3, Elettromagnetismo, relatività e quanti

Presentazione

Fisica C3 Questo ebook di fisica su elettromagnetismo, relatività e quanti fa parte di una collana di ebook con licenza Creative Commons BY-SA per la scuola. Il titolo Fisica C3 vuole indicare che il progetto è stato realizzato in modalità Collaborativa e con licenza Creative Commons, da cui le tre “C” del titolo. Non vuole essere un trattato completo sull’argomento ma una sintesi sulla quale l’insegnante può basare la sua lezione, indicando poi testi e altre fonti per gli approfondimenti. Lo studente può consultarlo come riferimento essenziale da cui partire per approfondire. In sostanza l’idea è stata quella di indicare il nocciolo essenziale della disciplina, nocciolo largamente condiviso dagli insegnanti. La licenza Creative Commons scelta permette non solo di fruire liberamente l’ebook ma anche di modificarlo e personalizzarlo secondo le esigenze dell’insegnante e della classe. Chiunque può contribuire a migliore questo ebook, segnalando integrazioni, modifiche e sviste al coordinatore del progetto antoniobernardo@matematicamente.it. Il libro è pensato per lo studio della fisica del quinto anno del liceo.

INDICE

Presentazione 3

  1. CAMPO MAGNETICO 7
    1. Sorgenti del campo magnetico 7
    2. Azione del campo magnetico su una carica in movimento .8
    3. Moto di una carica in un campo magnetico .10
    4. Azione del campo magnetico su un filo percorso da corrente 12
    5. Interazione tra fili percorsi da corrente 13
    6. Rotazione di una spira in un campo magnetico 14
    7. Campi magnetici generati da correnti e legge di Biot Savart 16
    8. Teorema della circuitazione di Ampère 19
    9. Teorema di Gauss per il magnetismo 21
    10. Magnetismo nella materia .23
    11. Approfondimenti .27
  2. INDUZIONE ELETTROMAGNETICA28
    1. Aspetti qualitativi dell’induzione elettromagnetica 28
    2. Legge di Faraday – Neumann e legge di Lenz 30
    3. Origine della f.e.m. indotta e f.e.m. cinetica 32
    4. Induttanza 35
    5. Autoinduzione e circuito RL 37
    6. Energia del campo magnetico 40
    7. Corrente alternata 42
    8. Produzione di una f.e.m. e di una corrente alternata 42
    9. Diagramma a fasori 43
    10. Circuito puramente resistivo 44
    11. I valori efficaci 46
    12. Circuito puramente capacitivo 47
    13. Circuito puramente induttivo 48
    14. Circuito RLC in serie 49
    15. Mutua induzione e trasformatori 53
    16. Approfondimenti 55
  3. ONDE ELETTROMAGNETICHE ED EQUAZIONI DI MAXWEL 56
    1. Campo magnetico variabile nel tempo 56
    2. Campo elettrico variabile nel tempo 57
    3. Equazioni di Maxwell 59
    4. Circuito LC 60
    5. Onde elettromagnetiche 63
    6. Approfondimenti 69
  4. RELATIVITÀ 70
    1. Inconciliabilità tra la teoria elettromagnetica di Maxwell e la legge di composizione classica delle velocità 70
    2. Teoria dell’etere ed esperimento di Michelson – Morley 70
    3. Le trasformazioni di Lorentz 73
    4. I postulati della relatività ristretta 74
    5. Dilatazione dei tempi e contrazione delle lunghezze 75
    6. Relatività della simultaneità 78
    7. Lo spazio-tempo e la relazione causa-effetto tra due eventi 80
    8. Composizione relativistica delle velocità 83
    9. Massa ed energia relativistica 84
    10. Relatività generale 87
    11. Primo caso 88
    12. Secondo caso 89
    13. Lo spazio-tempo nella relatività generale 89
    14. Gravità, luce e tempo 93
    15. Approfondimenti
  5. FISICA QUANTISTICA 96
    1. Origine della Fisica dei quanti 96
    2. La radiazione di corpo nero 96
    3. Effetto fotoelettrico 102
    4. Effetto Compton107
    5. Dualismo onda-corpuscolo 109
    6. Il principio di indeterminazione di Heisenberg e la funzione
      d’onda 111
    7. Modello atomico di Bohr e spettri di emissione a righe dei gas113
    8. Modello quantistico dell’atomo di idrogeno 117
    9. Atomi con molti elettroni 120
    10. Approfondimenti 122
  6. FISICA NUCLEARE, RADIOATTIVITÀ, PARTICELLE ELEMENTARI 123
    1. Il nucleo dell’atomo 123
    2. Radioattività 124
    3. Fissione e fusione nucleare 127
    4. Le forze fondamentali della natura 129
    5. Particelle elementari129
    6. I quark 134
    7. Modello standard 136
    8. Approfondimenti 138
  7. Indice delle immagini Creative Commons utilizzate 139

Fisica C3

Magnetismo, Relatività, Quantistica, Radioattività

Autori

Prima stesura: Massimo Macchioro
Revisione e integrazioni: Annarita Lorenzo
Coordinamento editoriale: Antonio Bernardo
Immagini realizzate da Ginger Lab – www.gingerlab.it

© Matematicamente.it

www.matematicamente.itinfo@matematicamente.it Gennaio 2013

ISBN 978-88-96354-36-0

Progetto Educationalab

Mobility IT srl

Questo libro è rilasciato con licenza

Creative Commons BY-NC-SA

Attribuzione – Non commerciale – Condividi allo stesso modo 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/legalcode

Versione del 16/03/2013

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C'è un commento su questo articolo:

  1. ottimo lavoro…
    Ma … quando lo Stato – che ormai è “stato” – userà questi librinelle scuole (ormai squole) magari fornendo solo un tablet agli alunni? con un bel risparmio per tutti

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