Aspetti didattici dell'approfondimento
1. FINALITA'
L'approfondimento tematico mira a fornire alla studentessa gli strumenti concettuali per :
farle cogliere la dimensione epistemologica della fisica fornendole la possibilità di individuare spunti significativi per comprendere l'evoluzione del pensiero scientifico sui processi di costruzione e ricostruzione della conoscenza scientifica limitatamente a parti ben precise e delimitate del programma del corso;
farle acquisire la capacità di pensare per relazioni come campo aperto di riflessioni critiche sui concetti e le idee più importanti della fisica in modo da comprendere che esistono le classiche dicotomie campo conservativo-campo non conservativo, circuitazione nulla-circuitazione diversa da zero, flusso uguale a zero-flusso diverso da zero ma, più in generale, cultura scientifica-cultura umanistica, scienza-tecnologia, qualità-quantità e comprenderne la portata e il loro ruolo.
2. OBIETTIVI DIDATTICI
Far cogliere le relazioni tra i concetti fisici analoghi e differenti in un'ottica di pluridisciplinarità e di trasversalità, nonchè di semplicità piuttosto che di complessità;
saper utilizzare e riconoscere le seguenti categorie:
-analogie e differenze nelle interazioni newtoniane e colombiane fra masse e cariche elettriche;
-invarianti e principi di invarianza;
-simmetria e principi di simmetria;
-regolarità e principi di conservazione;
-ordine e disordine nella scienza;
-determinismo e indeterminismo;
far individuare le analogie, le zone di sovrapposizione e gli elementi di connessione nella fisica dell'elettromagnetismo;
individuare analogie e differenze tra elementi, modelli e metodi nei diversi campi dell'elettromagnetismo;
saper cogliere le varie argomentazioni a sostegno e contro nelle analogie e nelle differenze tra concetti, idee e relazioni fisiche;
3. CONTENUTI
Le interazioni newtoniane, coulombiane e magnetiche nonchè i concetti di campo, potenziale ed energia;
Le circuitazioni dei diversi campi vettoriali e i teoremi di Gauss;
La visione analogica delle interazioni coulombiane e newtoniane: il concetto di interazione come influenza reciproca tra oggetto e ambiente, l'origine dei fenomeni gravitazionali e elettrostatici, la partizione dei fenomeni in due settori:
| carica elettrica q | massa gravitazionale m |
| definizione operativa di q | definizione operativa di m |
| unità di misura di q | unità di misura di m |
| conservazione della carica elettrica q | conservazione della massa gravitazionale m |
| espressione matematica della legge di Coulomb | espressione matematica della legge di Newton |
| bilancia a torsione di Coulomb | bilancia a torsione di Cavendish |
| legge empirica di Coulomb | legge teorica di Newton |
| momenti del procedimento induttivo di Coulomb in analogia con quello di Newton | passaggi logici del procedimento deduttivo di Newton |
| Elemento di carica e di corrente elettrica | Massa gravitazionale e inerziale |
Le equazioni di Maxwell.
4. CAMPO DI INDAGINE
Lo studio dei fenomeni gravitazionali, elettrici , magnetici e nucleari stazionari e variabili nella prospettiva di evidenziare analogie e differenze tra le loro proprietà fisiche;
i circuiti elettrici in corrente continua e in corrente alternata nel quadro della ricerca di somiglianze e diversità;
il concetto di "campo" e di "azione a distanza" relativo al filo comune che lega le affinità e le eterogeneità dei due concetti;
i moti di masse e di cariche elettriche in campi gravitazionali , elettrici e magnetici nell'ottica di mostrare similitudini e contraddizioni alle quali conducono le diverse proprietà;
l'induzione e.m. di Faraday e il teorema della circuitazione di Ampère sullo sfondo del contrasto e della disarmonia che caratterizza le conclusioni alle quali pervengono le due leggi;
la teoria di Maxwell nella visione maxwelliana della simmetria e armonia delle equazioni del campo elettromagnetico.
5. METODI
Metodo dimostrativo di tipo matematico-deduttivo e verificazionista-falsificazionista;
6. MEZZI
Libro di testo;
7. VALUTAZIONE
Test che possano attestare il conseguimento degli obiettivi didattici.
8. BIBLIOGRAFIA
1. A.OLIVERIO, Lo spazio e il tempo. Letture di fisica, Bari, Laterza, 1984;