2020/2021

2020/2021

DM270

FIS/01 (FISICA SPERIMENTALE)

DIPARTIMENTO DI FISICA

FISICA

PERCORSO COMUNE

1°

Primo Semestre (05/10/2020 - 20/01/2021)

6

60 ore di attività frontale

ITALIANO

SCRITTO E ORALE CONGIUNTI

MONTAGNA PAOLO MARIA - 6 CFU

Nessuno.

Il corso di Analisi Dati I (primo modulo del corso di Fisica Sperimentale I, 1o semestre) si propone di fornire una introduzione ai fondamenti di metodologia della misura e alle tecniche base di analisi dati, allo scopo di rendere familiare lo studente con le basi del metodo sperimentale, ni particolare a fini propedeutici al Laboratorio del 2o semestre (secondo modulo del corso).
Vengono inoltre introdotti in modo fenomenologico i primi fondamenti di teoria della probabilità e di statistica descrittiva.

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 binomiale - distribuzione di Poisson – distribuzione normale o di Gauss - approssimazione di Gauss alle distribuzioni binomiale e poissoniana – distribuzione uniforme e triangolare.
Cenni a elementi di statistica inferenziale ed elaborazione dei dati sperimentali.

Il corso si svolgerà mediante lezioni frontali (circa 40 ore) ed esercitazioni su problemi e metodi di calcolo (circa 20 ore). Sarà inoltre corredato da due semplici esperienze in laboratorio (misure di densità, verifica della legge di Ohm) e da alcune esercitazioni pratiche con Excel (risoluzione di integrali per via numerica, generazione di numeri casuali secondo diverse distribuzioni).

John Taylor, Introduzione all’analisi degli errori, (ed. Zanichelli).
G.Cannelli, Metodologie sperimentali in Fisica (ed. EdiSES).
Paolo Fornasini, The Uncertainty in Physical Measurements (ed. Springer).
Dapor-Ropele, Elaborazione dei dati sperimentali (ed. Springer).
I precedenti testi sono consigliati come riferimenti; verranno fornite tramite piattaforma Kiro di UniPV le slides del corso, che indicano il percorso didattico seguito e permettono lo studio anche con l'ausilio dei testi consigliati.

L’esame consiste in una prova scritta, con problemi ed esercizi di calcolo (di norma, un esercizio per ciascuno dei seguenti argomenti: analisi dimensionale, propagazione degli errori, rappresentazione grafica, probabilità, distribuzioni di probabilità), e una prova orale sul programma svolto nelle lezioni frontali. L'ammissione alla prova orale avviene con almeno 15/30 nella prova scritta. Il superamento dell'esame di Analisi Dati è necessario per l'ammissione all'esame di Laboratorio di Fisica (2o modulo del corso di Fisica Sperimentale I).

Il corso di Analisi Dati 1, primo modulo di Fisica Sperimentale 1, sostituisce, con un semplice cambiamento di nome, il corso di Misure Fisiche 1, primo modulo di Esperimentazioni di Fisica 1. Tali denominazioni sono state attive fino al 2018/19.