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Corsi di Fisica per Docenti

 


“Laboratori Virtuali di Fisica Moderna”
(Corsi per i Docenti dei Licei)

Con l’entrata in vigore della Legge 107/2015 (“Buona Scuola”), è noto a tutti i diretti interessati che “nell'ambito degli adempimenti connessi alla funzione docente, la formazione in servizio dei docenti di ruolo è obbligatoria, permanente e strutturale.” [ibidem, cfr. art.1, comma 124].

Dal quadro orario allegato alle Indicazioni Nazionali relative alla riforma della Scuola Secondaria Superiore (Riforma Gelmini), scaturisce per tutti i Licei l'insegnamento della Fisica al 5° anno. In quello stesso contesto è previsto l'insegnamento di argomenti di Fisica moderna al 5° anno per i Licei Scientifici. Per questi ultimi, argomenti di Fisica moderna sono alla base anche della risoluzione di problemi e quesiti proposti negli esempi di seconda prova scritta, resi disponibili dal Ministero per quest’anno scolastico.

Quanto riportato sopra evidenzia l’importanza dell’aggiornamento curricolare, almeno per i docenti dei Licei, sui temi della Fisica moderna (Relatività Ristretta, Meccanica Quantistica,..). 

l’Istituto Internazionale per gli Alti Studi Scientifici “E.R.Caianiello” (nel seguito IIASS) è un ente privato di formazione, accreditato presso il MIUR (Direttiva 170/2016) per la formazione e lo sviluppo delle competenze del personale del comparto scuola.

Quest’anno l’IIASS, in collaborazione con docenti del Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Salerno, organizza due corsi di Fisica Moderna, sui temi della Relatività Ristretta e della Meccanica Quantistica. Si tratta di corsi fruibili interamente on-line, con forum didattici moderati da un tutor esperto, con esercitazioni intermedie e prova finale. Ciascuno dei due corsi ha una durata di 5 settimane, compresa la settimana di preparazione alla prova finale, per un impegno di studio di 5-6 ore/settimana in piattaforma. L’impegno di lavoro complessivo, inclusa l'attività di studio individuale, di ciascuno dei due corsi è pari a 50 ore e corrisponde, per numero di ore di studio, a quello di due Crediti Formativi Universitari. Ciascuno dei due percorsi formativi proposti termina col conseguimento di un attestato di superamento, e con l'indicazione del numero di ore del corso.

I corsi sono particolarmente utili per la formazione in servizio di docenti di Matematica e Fisica (classe A-27) e di Fisica (classe A-20). 

 

 

Calendario dei Corsi

Sessione primaverile

  • Corso di Meccanica Quantistica: 8 maggio – 11 giugno 2017  -  Vai al modulo di Iscrizione al corso

Sessione autunnale

  • Corso di Meccanica Quantistica2 ottobre – 5 novembre 2017
  • Corso di Relatività Ristretta: 13 novembre – 17 dicembre 2017

Come indicato nel Calendario dei Corsi, il corso di Relatività Ristretta sarà fruibile solo a partire dalla sessione autunnale.

Programma di Meccanica Quantistica

Introduzione

Alla fine del XIX secolo, le equazioni di Maxwell avevano dimostrato che il campo elettrico ed il campo magnetico si propagano sotto forma di onde alla velocità costante della luce. Questa conclusione insieme ai precedenti risultati della meccanica classica, della termodinamica e dell'ottica erano motivo di orgoglio per la comunità scientifica. Tuttavia, negli anni a cavallo tra il XIX ed il XX secolo, la scoperta sperimentale di alcuni fenomeni nel mondo microscopico non previsti dalla teoria classica aveva portato un profondo sconcerto nella comunità scientifica che, grazie alle menti geniali del tempo, riuscì a trovare il bandolo della matassa con una intuizione geniale, ponendo i prodromi per la nascita della meccanica quantistica.

Nella prima parte del corso sarà discussa la crisi della Fisica classica con i problemi riscontrati nella spiegazione dello spettro del corpo nero e nell'ipotesi di Planck. Saranno illustrati il fenomeno dell'effetto fotoelettrico e l'effetto Compton che consentono di dimostrare la doppia natura della luce. Infine parleremo del problema dei calori specifici nei solidi.

Nella seconda parte mostreremo nel dettaglio l'inadeguatezza della teoria classica nello spiegare gli spettri di emissione degli atomi introducendo il modello atomico di Bohr e la teoria di Sommerfeld. Descriveremo inoltre l'esperimento di Stern e Gerlach che mostra che i momenti magnetici sono soggetti a delle regole di quantizzazione.

Nella terza parte menzioneremo brevemente l'esperimento di Young, introdurremo il dualismo onda-particella nella materia con l'ipotesi di De Broglie e la prova sperimentale della sua validità illustrando l'esperimento di Davisson e Germer. Descriveremo brevemente i limiti in cui la fisica classica fallisce con l'introduzione del principio di indeterminazione di Heisenberg.

Nella quarta parte introdurremo i postulati della meccanica quantistica utilizzando la formulazione introdotta da Schrödinger e prenderemo in considerazione alcune applicazioni.

Le lezioni saranno corredate da laboratori virtuali che consentiranno di ripetere alcune delle esperienze che hanno permesso la verifica sperimentale delle teorie messe a punto.

Programma del corso

La teoria elettromagnetica e le sue difficoltà: la radiazione di corpo nero, la legge di Rayleigh e Jeans, leggi di Wien, legge di Stefan-Boltzmann, ipotesi di Planck, l'effetto fotoelettrico, l'effetto Compton, Il calore specifico nei solidi.

La teoria atomica e le sue contraddizioni: la spettroscopia, spettri di emissione e di assorbimento, lo spettro dell'atomo di Idrogeno, modello di Thomson, la deflessione delle particelle alfa e modello di Rutherford, il modello di Bohr, esperienza di Franck e Hertz, teoria di Sommerfeld, esperimento di Stern e Gerlach.

Verso l'equazione di Schrödinger: esperimento di Young, dualismo onda-particella, ipotesi di de Broglie, diffrazione degli elettroni: esperimento di Davisson e Germer, principio di indeterminazione di Heisenberg.

Il formalismo elementare della meccanica quantistica: i postulati della meccanica quantistica, applicazioni dell'equazione di Schrödinger: barriera di potenziale ed effetto tunnel, buca di potenziale di altezza infinita, oscillatore armonico, atomo di idrogeno, metalli alcalini, atomo di elio. Principio di esclusione di Pauli.

Programma di Relatività Ristretta

Introduzione

Il modulo presenta la teoria della relatività ristretta, inquadrandola storicamente e mostrando come i postulati di Einstein risolvano le problematiche connesse alla propagazione della luce nei sistemi di riferimento inerziali. Inizialmente viene illustrato il contesto storico, focalizzandosi sulle teorie, quella di Newton e quella di Maxwell, che riuscivano, anche se non sempre in modo soddisfacente, a descrivere i fenomeni fino ad allora conosciuti. In particolare, si evidenzieranno le problematiche connesse alle equazioni di Maxwell e i tentativi per risolverle.

Verranno poi introdotti i postulati di Einstein e descritte le loro implicazioni, che coinvolgono i concetti di simultaneità, tempo e spazio. Tali concetti verranno analizzati in dettaglio non solo teoricamente, ma anche attraverso semplici applicazioni.

Verranno inoltre illustrate quelle situazioni che danno origine ai paradossi della relatività.

Infine verranno illustrate le implicazioni sulle leggi della dinamica, introducendo l'equivalente relativistico della quantità di moto e dell'energia, soffermandosi sull'equivalenza massa-energia con semplici esempi. Verranno poi illustrate le situazioni in cui si ha la conservazione della quantità di moto con esempi di facile comprensione.

Programma del corso

Elettromagnetismo e crisi della meccanica di Newton: sistema di riferimento, la meccanica di Newton, sistemi di riferimento inerziali, principio di relatività di Galilei, le trasformazioni di Galilei, relazione fra le coordinate spazio temporali, legge di composizione delle velocità, alcuni esempi, le ipotesi alla base delle trasformazioni di Galilei, le equazioni di Maxwell, la velocità della luce, non invarianza delle equazioni di Maxwell per le trasformazioni di Galilei, le possibili alternative per risolvere il problema, il problema dell'etere, l'esperimento di Michelson e Morley: analisi quantitativa ed interpretazioni.

I fondamenti della relatività ristretta e loro conseguenze: i postulati della relatività ristretta, il concetto di evento e simultaneità, le trasformazioni di Lorentz, relazione fra le coordinate spazio-temporali, legge di composizione delle velocità, dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze, alcuni esempi. Il paradosso dei gemelli ed i muoni e la loro vita media. Effetto Doppler relativistico ed il sistema di navigazione NAVSTAR, alcuni esempi.

Meccanica relativistica: equivalenza di massa e energia, quantità di moto. Conservazione della quantità di moto. Esempio: effetto Compton.

Modalità e termini di iscrizione

Non c’è vincolo di propedeuticità fra i due corsi. Ci si può iscrivere anche ad uno solo dei due corsi, ogni corso ha il suo attestato finale. 

L’iscrizione ai corsi si effettua esclusivamente online, seguendo il link del modulo di iscrizione che trovate nella sezione Calendario dei Corsi, affianco al Corso che avete scelto.

La fase di iscrizione online al corso prevede i seguenti passi:

  • compilazione del modulo di iscrizione online e invio;
  • dopo la sottomissione del modulo, invio automatico da parte nostra di una mail al vostro indirizzo;
  • la nostra mail contiene istruzioni per completare la registrazione, con l'invio tramite email da parte vostra dei documenti richiesti (documento di identità e prova del pagamento)
  • dopo un nostro controllo sulla correttezza dei documenti, riceverete una conferma via mail della iscrizione al corso; 

Le iscrizioni a ciascun corso terminano 7 giorni prima della data di inizio del corso.

Entro la data di inizio del corso, tutti coloro che si saranno iscritti, secondo le modalità  e i termini sopra riportati, riceveranno tramite mail le credenziali di accesso in piattaforma.

Costi e Modalità di pagamento

 Ognuno dei due corsi ha una tassa di iscrizione di 80 euro.

Sono previste due modalità di pagamento:

1)  CON CARTA DEL DOCENTE. È possibile pagare la tassa di iscrizione al corso, seguendo le modalità previste dal MIUR per i corsi di aggiornamento sul sito della Carta del Docente , riportate qui di seguito, in sintesi:

  • Vai al sito Carta del Docente 
  • Accedi con le tue credenziali SPID alla tua area riservata
  • Clicca su CREA NUOVO BUONO.
  • Scegli la tipologia di esercizio o ente; clicca su FISICO.
  • Scegli la tipologia di spesa; clicca su FORMAZIONE E AGGIORNAMENTO.
  • Scegli CORSI DI AGGIORNAMENTO ENTI ACCREDITATI AI SENSI DELLA DIR. 170/2016
  • Inserisci l’importo del buono, pari a 80 euro
  • clicca su CREA BUONO e quindi su CHIUDI.
  • Salva il buono in PDF.

Inviaci il PDF, seguendo le istruzioni che ti daremo nella mail di conferma durante la tua iscrizione online

 

2) SENZA CARTA DEL DOCENTE. Coloro che non volessero o non potessero usufruire dell'iniziativa Carta del Docente, possono comunque partecipare, versando la quota di iscrizione all'istituto, esclusivamente tramite bonifico bancario.In questo caso l’IVA è dovuta e quindi l’importo del bonifico da versare all’IIASS è di 80 euro + IVA (al 22%), pari a 97,60 euro. Di seguito riportiamo gli estremi del bonifico:

bonifico bancario di 97,60 euro a favore di: Istituto Internazionale per gli Alti Studi Scientifici "E.R. Caianiello" (IIASS), via G.Pellegrino 19, Vietri sul Mare (SA)

specificando la causale di versamento:   "nome e cognome del corsista, nome del corso"  , (Esempio di causale: "Mario Rossi, Corso di Meccanica Quantistica")

Si indicano di seguito le coordinate bancarie:

BANCA FIDEURAM, SALERNO, PIAZZA AMENDOLA 11, 84121

IBAN:  IT91M0329601601000067080830

 Inviaci gli estremi del bonfico, seguendo le istruzioni che ti daremo nella mail di conferma durante la tua iscrizione online

 


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