2015/2016

2015/2016

DM270

FIS/01 (FISICA SPERIMENTALE)

DIPARTIMENTO DI FISICA

FISICA

PERCORSO COMUNE

1°

Primo Semestre (01/10/2015 - 15/01/2016)

6

48 ore di attività frontale

ITALIANO

ORALE

MONTAGNA PAOLO MARIA - 6 CFU

Fondamenti di algebra e trigonometria. I concetti di analisi necessari, ove non ancora introdotti nei corsi istituzionali, vengono richiamati dal docente.

Il corso e' diviso in due moduli: • Misure Fisiche I (I semestre, 6 crediti) • Laboratorio di Fisica I (II semestre, 6 crediti) Il primo modulo si propone di fornire una introduzione ai fondamenti di metodologia della misura e alle tecniche base di analisi dati. Nel secondo modulo questi concetti vengono applicati all'analisi di una serie di esperienze pratiche svolte in laboratorio, che hanno lo scopo di rendere familiare lo studente con le basi del metodo sperimentale. Inoltre alcune lezioni frontali su argomenti di meccanica, sui quali viene condotta la maggior parte delle esperienze, completano quanto trattato nel corso di Meccanica e Termodinamica.

Nozioni introduttive Calcoli numerici: uso delle potenze di 10-calcoli approssimati e ordini di grandezza-notazione scientifica-cifre significative- sistemi di unità di misura- equazioni dimensionali e analisi dimensionale -cambiamento di unità di misura
Introduzione alla misurazione Misure dirette, indirette e con strumenti tarati- accuratezza e precisione di una misura-caratteristiche degli strumenti di misura
Introduzione allo studio delle incertezze Tipi di errore- - espressione dell’incertezza-incertezza assoluta e relativa- analisi statistica degli errori casuali- propagazione delle incertezze (per misure statisticamente indipendenti)
Tecniche di trattamento dati Statistica descrittiva: distribuzioni di frequenza e istogrammi, indici di posizione centrale e di dispersione-grafici e analisi grafica dei dati: cambiamenti di variabile, linearizzazione, determinazione della pendenza e dell’intercetta, scale funzionali, grafici semilogaritmici e bilogaritmici-interpolazione grafica, lineare e da una tabella
Introduzione alla probabilità Spazio campionario ed eventi-definizione classica e frequentistica di probabilità- cenni alla definizione assiomatica- addizione e moltiplicazione di eventi e probabilità per eventi composti -probabilità condizionata-richiami di calcolo combinatorio
Distribuzioni di variabile aleatoria Variabili aleatorie- distribuzioni di probabilità per variabili discrete e continue-caratteristiche numeriche delle popolazioni-distribuzione normale-distribuzione binomiale-distribuzione di Poisson-approssimazione di Gauss alle distribuzioni binomiale e poissoniana –distribuzione uniforme e triangolare Elementi di statistica inferenziale ed elaborazione dei dati sperimentali Popolazioni e campioni-medie e varianze campionarie- teorema centrale limite (cenni)- stima di parametri- metodo della massima verosimiglianza- livello di confidenza- test di ipotesi: livello di significatività, test a una coda e a due code, errore del I e del II tipo- compatibilità del risultato di due misurazioni- combinazione di misure (media pesata)- rigetto dei dati- retta di regressione (metodo dei minimi quadrati)- correlazione e coefficiente di correlazione lineare
Altre considerazioni sulla misurazione: Modello del processo di misurazione- classificazione delle incertezze secondo l’ISO- combinazione di incertezze di origine diversa

=

J.Taylor, Introduzione all'analisi degli errori (ed. Zanichelli)
Paolo Fornasini, The Uncertainty in Physical Measurements (ed. Springer)
Dapor-Ropele,Elaborazione dei dati sperimentali (ed. Springer)

L’esame consiste in una prova scritta, con problemi e domande, sul programma svolto nel I modulo, e in una prova orale sul programma svolto nelle lezioni frontali del II modulo ( con richiami a quanto trattato nel I modulo). Durante la prova orale vengono inoltre discusse le relazioni portate dagli studenti sulle esperienze svolte in laboratorio.

L’esame consiste in una prova scritta, con problemi e domande, sul programma svolto nel I modulo, e in una prova orale sul programma svolto nelle lezioni frontali del II modulo ( con richiami a quanto trattato nel I modulo). Durante la prova orale vengono inoltre discusse le relazioni portate dagli studenti sulle esperienze svolte in laboratorio.