Docente
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DELFINO Ines
(programma)
Risultati di apprendimento attesi Conoscenze e capacità di comprensione al termine dell’attività formativa la persona saprà: A) definire la misura di una grandezza fisica in maniera diretta e indiretta; B) descrivere una grandezza fisica attraverso metodi numerici e grafici, lineari e non lineari; C) identificare le giuste equazioni dimensionali e il sistema di unità di misura; D) descrivere il funzionamento di uno strumento e metterne in luce le proprietà; E) distinguere errori sistematici e casuali degli strumenti di misura nella loro rappresentazione assoluta e relativa; F) definire una propagazione dell'errore in grandezze derivate; G) definire le cifre significative di una misura; H) delineare il concetto di distribuzione di probabilità; I) identificare un intervallo di confidenza; L) effettuare un confronto tra risultati sperimentali; M) progettare un esperimento di meccanica, di calorimetria e riguardante lo studio dei circuiti in corrente continua in grado di determinare con buona approssimazione alcune costanti fondamentali della fisica o proprietà fisiche degli apparati; N) scrivere un report scientifico che dia in maniera chiara, completa e sottoponibile a immediato controllo il protocollo e i dati raccolti.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate Al termine di questa attività didattica, in un contesto di esercitazione o esame, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di sapere: A) associare le grandezza da misurare alle leggi fisiche che descrivono il sistema; B) stimare gli effetti che modificano il valore aspettato della grandezza misurata all'interno dell'approssimazione vigente per l'applicazione della legge; C) effettuare un esperimento e le condizioni ottimali per l'ottenimento di una misura; D) dare un valore di incertezza ad una misura comunque precisa da lui effettuata; E) valutare analiticamente come l'errore si propaghi su grandezze indirettamente misurate; F) scegliere il modo più efficace per ottenere il valore da misurare che sia affetto dal minimo errore casuale e da incertezze sistematiche; G) analizzare attraverso la statistica la significatività dei risultati.
Autonomia di giudizio Al termine di questa attività didattica, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di: A) saper scegliere una condizione di lavoro o una approssimazione per la verifica sperimentale di una legge fisica; B) formulare e sostenere ipotesi appropriate sul tipo di esperimento più adatto ad ottenere un risultato sperimentale; C) applicare i protocolli più opportuni per aumentare la sensibilità della misura; D) applicare i protocolli più opportuni per ridurre gli errori accidentali e sistematici.
Abilità comunicative Lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di descrivere in un report scientifico la legge fisica oggetto dell'esperienza, le condizioni sperimentali e la teoria più adatta alla determinazione della misura della grandezza fisica, la raccolta dei dati e l'analisi statistica. Le abilità comunicative saranno verificate attraverso la valutazione delle relazioni che ciascun gruppo di studenti dovrà svolgere per relazionare in merito agli esperimenti svolti durante il corso. Saranno poi verificate in sede di esame.
Capacità di apprendere Al termine di quest’attività formativa, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di utilizzare il metodo sperimentale appreso per investigare le caratteristiche di altri sistemi diversi da quelli presi in considerazione durante questo corso.
Programma
Metodi e strumenti di misura di grandezze fisiche e metodi di analisi di dati sperimentali Misura di una grandezza. Caratteristiche strumenti di misura. Intervallo di confidenza Errori sistematici, errori di lettura, errori casuali, errori relativi, cifre significative, propagazione degli errori. Cifre significative e intervallo di confidenza, Cifre significative ed errore relativo, Rappresentazione risultati: troncamento e arrotondamento, Tabelle di misure sperimentali Rappresentazione grafica di dati sperimentali. Misure ripetute. Istogrammi. Media, media pesata, deviazione standard. Probabilità. Distribuzioni e distribuzioni limite. Distribuzione Gaussiana. Limite di confidenza. Funzione degli errori, Rigetto dei dati, Criterio di Chauvenet. Confronto tra dati sperimentali e modelli teorici. Procedure di fit. Principio di massima verosimiglianza. Fit lineare. Metodo dei minimi quadrati. Covarianza. Coefficiente di correlazione lineare. Adattamento del metodo dei i minimi quadrati ad altre curve. Fit pesati. Linearizzazione di una funzione e metodo dei minimi quadrati Test di ipotesi. Test del chi2. Distribuzione di Poisson. Strumenti di misura di correnti, d.d.p, resistenze Generatori di tensione (reali ed ideali) in ca e cc Principio di funzionamento del multimetro. Utilizzo del multimetro per misure di resistenze, correnti, differenze di potenziale. Corrente alternata e strumenti di misura. Misura delle dosi di radiazioni ionizzanti. Strumenti di misura delle radiazioni ionizzanti. Principio di funzionamento del contatore Geiger. Norme generali di sicurezza in laboratorio
Lezioni pratiche/Esperimenti di laboratorio (con frequenza obbligatoria) Statistica Misura dell'accelerazione di gravità con il pendolo semplice Misura del calore specifico di un corpo Misura di una resistenza mediante ohm-metro e con il metodo volt-amperometrico. Ottica
(testi)
Libro di testo usato per il corso di Fisica Taylor, “Introduzione all’analisi degli errori”, Casa Editrice Zanichelli.
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