31054 - LABORATORIO DI FISICA 1

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente è in grado di usare gli strumenti di misura più comuni e di valutare gli errori di misura. Possiede le conoscenze di base della metrologia e della statistica per esprimere correttamente i risultati sperimentali. In particolare, lo studente: - è in grado di fare l'analisi dimensionale di una grandezza fisica ed esprimere le misure nel SI; - è in grado di valutare gli errori sistematici, usare le statistiche degli errori accidentali e calcolare la propagazione delle incertezze nelle misure; - conosce ed applica le funzioni statistiche e grafiche del foglio elettronico excel per l'analisi dei dati su PC; - scrivere una relazione sperimentale chiara e concisa.

Contenuti

-  la misura delle grandezze fisiche;

il metodo sperimentale; il procedimento di misura; il sistema
internazionale di unita’ di misura; i campioni di lunghezza, massa,
tempo e temperatura; principali caratteristiche degli strumenti di
misura; taratura di uno strumento; errori di misura; fluttuazioni
casuali ed effetti sistematici; precisione ed accuratezza;
valutazione dell’incertezza di un risultato; la distribuzione di
Gauss; combinazione lineare e quadratica delle incertezze nelle
misure indirette; rappresentazione del risultato di una
misura.

-  esercitazioni introduttive nel laboratorio di fisica;

misure dirette di lunghezza, massa, tempo e temperatura con
strumenti di diversa risoluzione; misure indirette di volumi,
densita’ e momenti di inerzia di solidi omogenei.

-  esercitazioni nel laboratorio di informatica;

uso del foglio elettronico excel e delle sue funzioni
statistiche.

-  elementi di probabilita’ e statistica;

elementi di base della probablita’; variabili casuali; funzioni di
probabilita’; distribuzione binomiale, di Poisson, uniforme,
normale; media e varianza; funzioni di probabilita’ congiunta;
covarianza e coefficiente di correlazione; statistica delle
incertezze casuali; intervallo di confidenza per la media di un
campione di misure; criteri per il rigetto di un dato spurio;
campioni ridotti e statistica di Student; criterio di massima
verosimiglianza e metodo dei  minimi quadrati; medie pesate;
regressione lineare; statistica del chi-quadrato; metodi di "best
fit"; test delle ipotesi; livello di confidenza di un test;
l’ipotesi nulla; test di adattamento di una serie di misure di una
distribuzione data; test di adattamento di misure accoppiate ad una
funzione.

-  esperimenti nel laboratorio di fisica.

Testi/Bibliografia

J. R. Tayor "Introduzione all'analisi degli errori" (seconda edizione)
Zanichelli.

A. Filipponi "Introduzione alla fisica" Zanichelli

altro materiale (testi, dispense ed articoli introduttivi agli
esperimenti di laboratorio) saranno resi disponibili durante il
corso.

Metodi didattici

- Lezioni frontali;
- Esercitazioni in aula;
- Laboratorio informatico (frequenza obbligatoria);
- Laboratorio di fisica (frequenza obbligatoria), con relazione scritta obbligatoria.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto ed esame orale.

Strumenti a supporto della didattica

- laboratorio di fisica (viale Berti-Pichat 6/2, piano -1)
attrezzato per misure di lunghezza, massa, tempo e temperatura e
con strumenti vari per esperienze di meccanica e termologia.

- laboratorio informatico (via Irnerio 46, piano terra) attrezzato
con pc windows in rete locale con stampante di rete e
server.  parte dei pc e’ connessa a internet.  Software
disponibili: Office e compilatori C, C++ e Fortran 90.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marco Cuffiani