SECONDA PROVA FISICA SCIENTIFICO MATURITÀ 2018: FISICA QUANTISTICA

L’esame di Maturità 2018 del liceo scientifico potrebbe essere quello della svolta: quest’anno la seconda prova di matematica potrebbe essere sostituita da una seconda prova di fisica. Da un po’ di anni il Miur ha infatti deciso che il secondo scritto dello scientifico avrebbe alternato una traccia di matematica a una traccia di fisica, e dato che finora è sempre uscito il compito di matematica, quest’anno ci potrebbero essere tutti i presupposti perché esca fisica. Finché non usciranno le materie di seconda prova non potremo esserne certi, ma nel dubbio è bene prepararsi su tutto il programma ministeriale di fisica: in questo post ci concentreremo sugli argomenti di fisica quantistica e sulle abilità e competenze necessarie per svolgere la traccia d’esame.

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SECONDA PROVA LICEO SCIENTIFICO MATURITÀ 2018: IL PROGRAMMA MINISTERIALE PER LA TRACCIA DI FISICA

Nel quadro di riferimento per la seconda prova di fisica dello scorso anno il Miur ha elencato nel dettaglio tutto ciò che un maturando deve sapere per poter svolgere al meglio la traccia di fisica. In generale, il candidato dovrà essere in grado di formulare ipotesi, descrivere i procedimenti effettuati, utilizzare strumenti matematici adeguati ed elaborare dati. Per quanto riguarda gli argomenti da studiare, essi riguardano Induzione elettromagnetica, equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche, relatività, fisica quantistica, Fisica Moderna. Per conoscere nel dettaglio il programma completo da studiare consulta l’articolo Seconda Prova Fisica Maturità 2018: cosa studiare.

SECONDA PROVA FISICA: COSA STUDIARE DI FISICA QUANTISTICA

Scendendo nel dettaglio, vediamo cosa bisogna studiare di fisica quantistica. Per prima cosa, è necessario avere alcuni prerequisiti, vale a dire alcune conoscenze acquisite durante i 5 anni di scuola:

  • esperimento di Rutherford e modello atomico
  • Spettri atomici
  • Interferenza e diffrazione
  • Scoperta dell’elettrone
  • Urti classici

Riguardo fisica quantistica, gli argomenti da studiare sono:

  • emissione di corpo nero e l’ipotesi di Planck
  • esperimento di Lenard e  la spiegazione di Einstein dell’effetto fotoelettrico
  • effetto  Compton
  • modello dell’atomo di Bohr e interpretazione degli spettri atomici
  • esperimento di Franck –  Hertz
  • lunghezza d’onda di De Broglie
  • dualismo onda-particella. Limiti di validità della descrizione classica
  • diffrazione e Interferenza degli elettroni
  • principio di indeterminazione

Riguardo a questi contenuti bisogna poi acquisire le seguenti abilità:

  • saper descrivere il modello del corpo nero interpretandone la curva di emissione secondo la legge di distribuzione di Planck
  • riuscire ad applicare le leggi di StefanBoltzmann e di Wien, e riconoscerne la natura fenomenologica
  • applicare l’equazione di Einstein dell’effetto fotoelettrico per la risoluzione di esercizi
  • applicare la legge dell’effetto Compton
  • discutere il dualismo onda-corpuscolo
  • saper calcolare le frequenze emesse per transizione dai livelli dell’atomo  di Bohr
  • calcolare la lunghezza d’onda di una particella e confrontarla con la lunghezza d’onda di un oggetto macroscopico
  • illustrare la condizione di quantizzazione dell’atomo di Bohr usando la relazione di De Broglie
  • calcolare l’indeterminazione quantistica sulla posizione/quantità di moto di una particella
  • saper analizzare esperimenti di interferenza e diffrazione di particelle

Infine, occorre aver sviluppato le seguenti competenze settoriali:

  • riuscire a mostrare con esperimenti specifici i limiti del paradigma classico di spiegazione e interpretazione dei fenomeni e saper spiegare la necessità di una visione quantistica
  • saper riconoscere il ruolo della fisica quantistica in situazioni reali e in applicazioni tecnologiche
  • comprendere e argomentare testi scientifici riguardanti la fisica quantistica

SIMULAZIONI SECONDA PROVA FISICA

Infine, una volta ripassati tutti i programmi non ti rimane che allenarti. Ecco le simulazioni del Miur del 2017 e del 2016:

SECONDA PROVA FISICA: LE GUIDE

Da non perdere tutte le dritte sulla seconda prova di fisica dello scientifico:

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