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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.

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

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.

Per l' a.s. 2017 - 2018 l'IIASS, in collaborazione con docenti del Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Salerno, organizza tre corsi di Fisica Moderna, sui temi della Meccanica Quantistica, Astrofisica e della Relatività Speciale. Si tratta di corsi fruibili interamente on-line, con forum didattici moderati da un tutor esperto, con esercitazioni intermedie e prova finale. Ciascuno dei tre 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 tre corsi è pari a 50 ore e corrisponde, per numero di ore di studio, a quello di due Crediti Formativi Universitari. Ciascuno dei tre percorsi formativi proposti termina con un Attestato di frequenza, con l'indicazione del numero di ore del corso e, nel caso di valutazione positiva della prova finale, con un attestato di superamento 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). 

 Qualche commento dei partecipanti ai nostri corsi che ci fa piacere!

"Volevo, innanzitutto complimentarmi sulla trattazione degli argomenti. Credo di avere trovato diversi spunti di approfondimento e chiarimento. In particolare ho trovato utile la trattazione relativa ai fenomeni che la fisica classica non riusciva a spiegare, soprattutto come inquadramento di periodo storico, perché ritengo che tale aspetto sia fondamentale per la trattazione nell'ambito dei programmi scolastici di liceo scientifico. Sia per un collegamento disciplinare trasversale con le altre discipline e sia per presentare gli argomenti di meccanica quantistica non in modo arido e isolato, ma in stretta connessione con gli argomenti di fisica classica, in maniera tale da trattare la disciplina con continuità, cercando di fornire una visione unitaria della stessa."

"..il corso è utile, completo, sintetico e lineare. penso anzi che parteciperò anche al corso di relatività.."

"Al termine di questo percorso di aggiornamento professionale, desidero esprimere i miei ringraziamenti e i miei complimenti per il corso che ho trovato interessante e ben strutturato."

 

Calendario dei Corsi

Sessione autunnale

  • Corso di Meccanica Quantistica: dal 2 ottobre  al  5 novembre 2017    - Le iscrizioni sono Chiuse. Per essere avvisati della iscrizione alla prossima Sessione  clicca  >> qui <<

  • Corso di Astrofisica: dal 23 ottobre al 26 Novembre 2017    - Le iscrizioni sono Chiuse. Per essere avvisati della iscrizione alla prossima Sessione  clicca  >> qui <<

  • Corso di Relatività Speciale: dal 13 novembre al 17 dicembre 2017  -  Le iscrizioni sono Chiuse. Per essere avvisati della iscrizione alla prossima Sessione  clicca >> qui <<

Per informazioni sui corsi contattare Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. E' necessario abilitare JavaScript per vederlo.

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 Astrofisica

Introduzione

Il corso di Astrofisica è pensato per introdurre il lettore ad alcuni dei principali temi  in uno dei più antichi campi di ricerca a cui l'uomo ha rivolto il suo interesse. Una prima sessione sul concetto di misura in ambito astronomico apre la strada alla definizione di grandezze ed alla trattazione di leggi che saranno utili e verranno riprese nel corso delle altre sessioni. Il lettore sarà così guidato nello studio delle stelle, partendo dalla loro struttura e definendone quindi la loro storia ed evoluzione. Si passerà quindi allo studio dei pianeti del sistema solare, delle teorie di formazione planetaria, e verranno trattati i metodi di rivelazione dei pianeti extrasolari. Si passerà quindi dal Sistema Solare allo studio della nostra galassia e di quelle esterne, ovvero all'astronomia extragalattica. Vedremo come queste sono classificate e le principali proprietà che caratterizzano le galassie. In ultimo, una sessione dedicata alla cosmologia tratterà concetti di relatività generale e la storia termica dell'Universo.

Programma del corso

La misura in astronomia: Lo spettro elettromagnetico; La fotometria; Radioastronomia; Polarimetria; Spettroscopia; Astrometria; La scala delle distanze.

Le stelle: Classificazione spettrale; Atmosfere ed interni stellari; La formazione delle stelle.

I pianeti: La formazione dei sistemi planetari; Il Sistema Solare; La rivelazione dei pianeti extrasolari.

Le galassie: La classificazione delle galassie; L'evoluzione galattica; La Via Lattea; Ammassi di galassie.

Cosmologia: La metrica di Friedman-Robertson-Walker; Cosmologia omogenea; La storia termica dell'Universo.

 

Programma di Relatività Speciale

Prima settimana: Dallo spazio e dal tempo assoluto Newtoniano allo spaziotempo relativistico

1. Una breve analisi sull' evoluzione del concetto di tempo nella cultura occidentale;
2.1 Lo spazio ed il tempo assoluto di Newton;
2.2 Trasformazioni standard di Galileo;
2.3 Obiezioni allo spazio assoluto newtoniano;
3.1 La ricerca dell' etere e la soluzione "dinamica" di Lorentz del risultato negativo dell' esperimento di Michelson e Morley;
3.2 L' esperimento di Michelson e Morley;
4.1 La soluzione "cinematica" di Einstein;
4.2 I due principi Einsteiniani posti a base della relatività speciale;
4.3 Assegnazione operativa delle coordinate spaziotemporali ad un singolo riferimento inerziale;
5. Le trasformazioni di Lorentz;
5.1 La trasformazione di Lorentz per direzioni arbitrarie della velocità relativa;
5.2 La variabile di Minkowski;
6.1 Conseguenze cinematiche della trasformazione di Lorentz : il tempo proprio e la dilatazione del tempo;
6.2 Conseguenze cinematiche della trasformazione di Lorentz : la lunghezza propria e la contrazione delle lunghezze;
6.3 Il tempo di vita dei mesoni μ± e dei pioni π±;
6.4 Conseguenze cinematiche della trasformazione di Lorentz : relatività della simultaneità;
6.5 Conseguenze cinematiche della trasformazione di Lorentz : composizione relativistica delle velocità;


Seconda settimana: La geometria Minkowskiana dello spaziotempo

1. Lo spaziotempo quadridimensionale;
1.1 Diagramma di Minkowski per due osservatori inerziali;
2.1 Diagramma di Minkowski per due osservatori inerziali : calcolo delle coordinate di un evento;
2.2 Diagramma di Minkowski per due osservatori inerziali : simultaneità e causalità;
3.1 Diagramma di Minkowski per due osservatori inerziali : invarianza della distanza spaziotemporale;
3.2 Diagramma di Minkowski per due osservatori inerziali : iperboli invarianti;
4.1 Diagramma di Minkowski per due osservatori inerziali : dilatazione del tempo;
4.2 Diagramma di Minkowski per due osservatori inerziali : contrazione delle lunghezze;
5.1 Il paradosso dei gemelli;
5.2 Il paradosso dell' asta;


Terza settimana: La meccanica relativistica

1. Dinamica relativistica del punto materiale;
2. La quadrivelocità e la quadriaccelerazione;
3. Il quadrimomento, la forza di Minkowski;
4. Quantità di moto, Energia, Massa;


Quarta settimana:  La gravità e la crisi della relatività speciale

1. La crisi della relatività speciale indotta dalla gravità;
2. Il redshift gravitazionale;
3. L' esperimento di Pound e Rebka;
4. Conseguenze dell' esperimento di Pound e Rebka : impossibilità di una costruzione consistente della Gravità nel quadro della Relatività Speciale;

 

Modalità e termini di iscrizione

Non c’è vincolo di propedeuticità fra i tre corsi. Ci si può iscrivere anche ad uno solo dei tre 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); 

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 tre 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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