Introduzione

Il percorso è adatto a studenti del quinto anno di un liceo scientifico. Il lavoro in classe può essere condotto dall’insegnante con:

lezioni frontali;

audiovisivi;

lavoro in laboratorio;

discussioni;

test orali e scritti.

L’analisi dell’apprendimento dei ragazzi può essere fatta su almeno due livelli:

1) livello qualitativo:

acquisizione dei concetti fondamentali;

abilità di usare nozioni in un contesto nuovo;

abilità di transfer a situazioni nuovi;

relazioni tra concetti diversi.

2) Livello quantitativo:

corretta formalizzazione;

abilità di risolvere alcuni semplici esercizi-problemi

Prerequisiti

I prerequisiti richiesti per poter sviluppare proficuamente l’itinerario proposto si limitano ad alcuni argomenti che devono essere stati svolti con particolare attenzione:

principi di conservazione della quantità di moto, dell’energia e del momento angolare (utilizzati in vari contesti e in varie occasioni);

onde elastiche: riflessione, rifrazione, dispersione, diffrazione, interferenza (specchi di Fresnel, doppia fenditura, reticolo a diffrazione);

elementi di elettrostatica;

circuiti elettrici in corrente continua.

Per quanto riguarda l’uso della matematica, esso è, in generale, limitato al necessario e alle scelte dell’insegnante. Le relazioni fondamentali sono, infatti, presentate senza darne sempre una derivazione formale, ma quest’ultima può essere ricavata in tutti i dettagli matematici in classi sufficientemente preparate.

Obiettivi generali

Le finalità didattiche per cui l’argomento qui trattato è inserito nell’itinerario formativo degli studenti sono le seguenti:

conoscere la storia della scoperta dell’effetto fotoelettrico e l’evoluzione delle sue interpretazioni;

conoscere i modelli di interazione radiazione elettromagnetica e la materia;

utilizzare l’ipotesi dei fotoni per spiegare l’effetto fotoelettrico;

conoscere l’ipotesi di Planck dell’energia quantizzata;

conoscere il modello di conducibilità dei solidi;

conoscere le applicazioni dell’effetto fotoelettrico, in particolare la tecnologia fotovoltaica;

conoscere l’evoluzione tecnologica dell’industria fotovoltaica;

analizzare la sostenibilità dell’industria fotovoltaica.

Quanto si dice può essere insufficiente per una adeguata presentazione in classe. L’insegnante è invitato ad integrare quanto scritto servendosi di un libro di testo, di schede per studenti e delle attività di laboratorio suggerite nei vari link.

Valutazione

La valutazione dell’apprendimento va fatta utilizzando più canali: interventi dei ragazzi durante le lezioni; relazioni scritte dei ragazzi sul tema, sulle esperienze di laboratorio, etc; test a domande chiuse e aperte (si veda in proposito il documento relativo all’autovalutazione); interrogazioni orali.