FISICA CON LABORATORIO
(obiettivi)
Gli obiettivi del corso nel suo complesso sono la trasmissione delle nozioni di base di fisica utili per inquadrare correttamente i temi ambientali e delle scienze naturali Il corso introduce alla definizione, comprensione e all’uso delle grandezze fisiche e delle leggi fisiche fondamentali ed alla loro applicazione a processi e fenomeni di interesse delle scienze ambientali. Inoltre, il corso intende far acquisire gli strumenti necessari per progettare e realizzare un esperimento scientifico ed analizzare i dati ottenuti mediante i più opportuni strumenti di analisi statistica (utilizzando metodi grafici e analitici). Il corso si prefigge anche di far acquisire agli studenti la capacità di esporre oralmente un argomento e di redigere una relazione scientifica relativa con relativa analisi dei dati. Ciò all'interno di una semplice, ma rigorosa trattazione modellistica e matematica volta a familiarizzare gli studenti con rappresentazioni grafiche e stime delle scale delle grandezze e dei fenomeni fisici.
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Codice
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119005 |
Lingua
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ITA |
Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
Modulo: MODULO A - FISICA |
Lingua
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ITA |
Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
Crediti
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8
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Settore scientifico disciplinare
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FIS/07
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Ore Aula
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56
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Ore Laboratorio
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8
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Attività formativa
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Attività formative di base
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Modulo: MODULO B - LABORATORIO DI FISICA
(obiettivi)
Lo scopo del corso è fornire agli studenti ulteriori nozioni di base di fisica oltre quelle introdotte durante il Modulo A e gli strumenti necessari per progettare e realizzare un esperimento scientifico ed analizzare i dati ottenuti mediante i più opportuni strumenti di analisi statistica (utilizzando metodi grafici e analitici). Il corso si prefigge di far acquisire agli studenti la capacità di esporre oralmente un argomento e di redigere una relazione scientifica. Ciò all'interno di una semplice, ma rigorosa trattazione modellistica e matematica volta a familiarizzare gli studenti con rappresentazioni grafiche e stime delle scale delle grandezze e dei fenomeni fisici.
CONOSCENZA 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 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.
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Lingua
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ITA |
Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
Crediti
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4
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Settore scientifico disciplinare
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FIS/07
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Ore Aula
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8
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Ore Laboratorio
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24
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Attività formativa
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Attività formative di base
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Canale Unico
Docente
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DELFINO Ines
(programma)
Modulo B
Complementi di Fisica Effetto fotoelettrico. Cenni di fisica moderna. Dualismo onda-particella. Teoria quantistica e modelli dell'atomo. Atomo di Bohr. Molecole e solidi. Relazione di de Broglie. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Principio di funzionamento del laser. Caratteristiche ed applicazioni dei laser. Nucleo e radioattività. Decadimento radioattivo. Effetti biologici delle radiazioni.
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 in LABORATORIO e/o di SPECIFICI ESEMPI DI ANALISI DATI Statistica Meccanica Calorimetria Misura di grandezze fisiche mediante ohm-metro e con il metodo volt-amperometrico. Ottica Decadimenti radioattivi
(testi)
Giancoli, "Fisica" (Edizione con Fisica Moderna), Casa Editrice Ambrosiana. Taylor, “Introduzione all’analisi degli errori”, Casa Editrice Zanichelli.
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Dal al |
Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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