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Testi consigliati

Il testo principale è Introduzione alla Fisica di Adriano Filipponi (ed. Zanichelli; prezzo € 27,00). Buona parte degli argomenti trattati nel corso, relativi al problema generale della misurazione e all'analisi dei dati, si trova in questo libro. Le integrazioni di Fisica Generale trattate nel corso dei laboratori si trovano sui piú comuni testi di Fisica Generale. In particolare molte delle lezioni sono tratte dal volume di Mazzoldi, Nigro e Voci, "Fisica", Vol. 2.

Un altro ottimo testo introduttivo all'analisi dei dati sperimentali è Introduzione all'analisi degli errori di John R. Taylor (ed. Zanichelli; prezzo € 31,00). Su questo testo si trovano alcuni dei concetti illustrati nel corso delle lezioni per i capitoli dei testo di Filipponi ritenute troppo formali.

Letture consigliate: Paul K. Feyerabend, "Contro il Metodo", Feltrinelli; Imre Lakatos, "La metodologia dei programmi di ricerca scientifici", il Saggiatore.

Esercitazionie/Prove in itinere

• Determinazione della sensibilità, della precisione e dell'accuratezza di una bilancia da cucina
• Misura della massa M di un insieme di n=5 oggetti "uguali", attraverso la misura diretta, la determinazione delle masse di ciascun oggetto da sommare e la moltiplicazione per 5 di una delle masse scelte a caso
• Regressione lineare dei dati di M(n) in funzione di n
• Estrazione di N numeri casuali distribuiti uniformemente; divisione in n gruppi; calcolo della media e della varianza di ciascun gruppo; distribuzione delle medie; calcolo della varianza della distribuzione delle medie; confronto con il valore atteso

Appunti

Il metodo dei minimi quadrati per la regressione lineare
La trasformazione triangolo-stella
Il circuito a scaletta e la linea di trasmissione

Lezioni

• Filipponi, capp. 1, 2, 3, 7, 10. Taylor, cap. 5.
  • 1) Introduzione. Modelli ed esperimenti. il metodo scientifico. Grandezze fisiche scalari e vettoriali. Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Dimensioni fisiche. Grandezze adimensionali. Sistemi di unità di misura.
  • 2) Strategie di misura. Caratteristiche degli strumenti. Espressione dei risultati di una misurazione. Errori. Cifre significative. Errore relativo. Confronto tra misure. Propagazione degli errori. Somma in quadratura.
  • 3) Grafici. Linearizzazione. Scale logaritmiche e semilogaritmiche. Regressione lineare. Istogrammi. Frequenza e densità di frequenza.
  • 4) Indici di posizione e dispersione. Valor medio e varianza.
  • 7) Fluttuazioni nelle misure. Carattere probabilistico dei concetti relativi alla misura di una grandezza fisica. Probabilità e frequenza.
  • 8) Modelli probabilistici. Spazio degli eventi di probabilità finita. Algebra nella spazio degli eventi. Probabilità degli insiemi unione e intersezione. Probabilità condizionata. Esempi: lancio di un dado; estrazioni successive di palline colorate da un'urna con ripetizioni e senza ripetizioni. Variabili casuali. Combinazione di variabili casuali.
  • 9) Distribuzione binomiale e sue proprietà. Distribuzione uniforme e sue proprietà.
  • 10) Distribuzione di Poisson; Distribuzione di Gauss;
  • 11) Principio della massima verosimiglianza; media e varianza campionaria come estimatori del valore aspettato e della varianza di una distribuzione di Gauss; propagazione degli errori; varianza della media.
• Fisica Generale
  • 4) La corrente elettrica. Circuiti elettrici. Generatori. La pila. Definizione di forza elettromotrice.
  • 5) Legge di Ohm. Effetto Joule. Resistori. Resitenze in serie e in parallelo. Generatori reali. Partitore di tensione. Trasferimento di potenza. Legge di Ohm generalizzata.
  • 6) Principi di Kirchhoff. Esame di circuiti con uno o due generatori. Soluzione dei circuiti con i principi di Kirchhoff e la legge di Ohm. Trasformazione triangolo-stella. Misure sperimentali di grandezze elettriche. Misura delle correnti. Amperometro.
  • 7) Misura delle correnti. Misura di differenze di potenziale. Misura di resistenze.
  • 12) Correnti alternate. Passaggio di corrente non continua attraverso resistenze, condensatori e induttori. Il metodo simbolico. Legge di Ohm nel caso di correnti alternate. Impedenza. Impedenze in serie e in parallelo. Teorema di Thevenin.
  • 13) La rete a scaletta
  • 14) Il cavo coassiale. Propagazione di onde su una linea di trasmissione.
  • 15) L'oscilloscopio. Il circuito RC.
  • 16) Il circuito RLC. Integratori e derivatori.
  • 17) Calcolo della differenza di fase tra tensione e corrente nei circuiti in corrente alternata.
  • 18) Il trasformatore.