Alcune applicazioni
della fisica moderna
Acquisizioni teoriche
Conseguenze
energia di ionizzazione,
effetto fotoelettrico
struttura dei livelli energetici
nell’atomo
Applicazioni
cellula fotoelettrica,
tubo fotomoltiplicatore,
visori notturni,
impressione su lastra
fotografica
emissione stimolata,
laser
trasmissione dati e
suoni, tagli e saldature
industriali, interventi
chirurgici, olografia,
geodesia, spettroscopia
emissione raggi X
diagnostica medica,
controllo manufatti
industriali, tecniche di
restauro, astronomia
radiazione emessa da
scarica elettrica nei
gas
tubi per illuminazione,
insegne pubblicitarie
Acquisizioni teoriche
effetto tunnel
teoria elettronica
dei solidi
Conseguenze
varie conseguenze, tra cui
decadimento radioattivo
caratteristiche di
conduttori,
semiconduttori, isolanti
inserimento di impurezze
nei semiconduttori e
comportamento delle
giunzioni pn
Applicazioni
microscopio a scansione,
esperimenti di diffusione,
contatore Geiger, diodo
tunnel
termistori, esposimetri
diodi, LED, laser a
semiconduttore (lettori
cd, lettori codici a barre,
stampanti laser), celle
fotovoltaiche, transistor
e circuiti amplificatori,
circuiti integrati
Acquisizioni teoriche
quantizzazione del
momento magnetico
nucleare
superconduttività
strutture microscopiche
di nuove molecole
Conseguenze
risonanza magnetica
effetto Meissner
Applicazioni
diagnostica medica, studio
delle strutture delle molecole in
chimica organica
materiali ad alta temperatura
critica, levitazione magnetica
dei treni, …
nanotecnologie,
computer quantistici?
Gruppo di lavoro “Applicazioni e interdisciplinarietà della fisica moderna”
proposta di riflessione nei sottogruppi
Vengono proposti i seguenti tre temi di discussione. Il gruppo dovrà stendere una
sintesi scritta del lavoro svolto, che verrà poi presa in esame dal coordinatore.
Tempo previsto: circa un’ora.
1.Esperienze di didattica della fisica moderna
•Hai già introdotto argomenti di fisica moderna nelle tue classi? Quali e in quale
classe? Che collocazione hanno avuto all’interno del programma svolto (episodica,
all’inizio o alla fine del programma, …)?
•Ritieni che questo tipo di argomenti abbiano favorito un atteggiamento positivo verso
la disciplina? Quali obiettivi ritieni di aver raggiunto?
2. Come introdurre elementi di fisica moderna
•
Una riflessione sull’importanza dell’introduzione di argomenti di fisica moderna nella
pratica didattica e sulle possibili modalità di effettuazione è già stata stimolata dai
contributi dei docenti intervenuti durante la prima parte del corso.
Ritieni che sia possibile collocare una o più unità didattiche di fisica moderna nella
programmazione didattica delle tue classi? Cosa si può proporre? Quali sono gli
obiettivi? Come si potrebbero valutare i risultati di tale lavoro?
3. Dalla teoria all’esame delle ricadute tecnologiche o viceversa?
“Perché la mia calcolatrice non ha bisogno di batterie?”
•
•
•
Lo sviluppo della teoria quantistica ha avuto innumerevoli ricadute tecnologiche, al
punto che nei paesi industrializzati sono diventati economici e quindi di uso comune
moltissimi oggetti con un contenuto tecnologico estremamente raffinato (basti
pensare allo sviluppo dell’elettronica).
Ritieni possa essere interessante riuscire a far comprendere agli studenti i principi di
funzionamento di alcuni di tali “oggetti”?
Potrebbe fornire uno stimolo all’apprendimento avere un approccio del tipo:
“Cerchiamo di capire come funzione una cella fotovoltaica (perché la mia calcolatrice
non ha bisogno di batterie?)”?.
Può aver senso introdurre un argomento del tipo “celle solari” in una classe nella
quale si affronta un programma di natura diversa? E nella programmazione che
riguarda una disciplina diversa dalla fisica?
Principi di funzionamento del Laser
laser a He-Ne
Teoria delle bande e semiconduttori
Curva caratteristica di un diodo
Cella fotovoltaica
Laser a semiconduttore