Obiettivi Formativi

Capacità di preparare, svolgere e discutere semplici esperimenti di Fisica generale con finalità didattiche. Introduzione all’analisi degli errori sperimentali.

Learning Goals

Ability to prepare, carry out and discuss simple general physics experiments for educational purposes. Introduction to error analysis.

Metodi didattici

Il corso si svolge attraverso lezioni frontali ed attività di laboratorio. Le attività sono svolte col supporto di applicativi multimediali incluse le slide delle lezioni ed applet di simulazione degli esperimenti. Prima dello svolgimento di ogni singola prova di laboratorio lo studente prepara una relazione inerente la parte teorica e un prospetto dei grafici e delle tabelle per i dati da raccogliere durante la prova.

Teaching Methods

The course takes place through lectures and laboratory activities. The activities are carried out with the support of multimedia applications including lecture slides and experiment simulation applets. Before carrying out each individual laboratory test, the student prepares a report concerning the theoretical part and a prospectus of the graphs and tables for the data to be collected during the experiment.

Prerequisiti

Conoscenze di base di meccanica, termodinamica e fluidodinamica, elettromagnetismo, ottica.

Prerequisites

Basic knowledge on mechanics, thermodynamics and fluidics, electromagnetism, optics.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame verterà su una prova orale incentrata sugli argomenti trattati durante il Corso. Essa ha lo scopo di verificare conoscenza e comprensione dei contenuti del corso, ed anche di verificare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento, l'abilità comunicativa e proprietà di linguaggio scientifico e quindi valutare le facoltà logico-deduttive e di tipo didattico acquisite dallo studente. Durante il corso è prevista la stesura di relazioni sperimentali sulle attività svolte da consegnare al docente prima dell’esame orale (preferibilmente una settimana prima). Il voto finale è espresso in trentesimi e tiene conto della qualità delle relazioni consegnate e delle valutazioni ottenute durante la prova orale.

Assessment

The exam will focus on an oral exam regarding the topics covered during the course. It has the purpose of verifying knowledge and understanding of the course contents, and also of verifying the autonomy of judgment, the ability to learn, the communicative ability and properties of scientific language and therefore to evaluate the logical-deductive and didactical faculties acquired by the student. During the course, experimental reports on the activities carried out are expected to be delivered to the teacher before the oral examination (at least, one week before). The final grade is expressed out of thirty and takes into account the quality of the reports delivered and the evaluations obtained during the oral exam.

Programma del Corso

MISURE, INCERTEZZE, DISTRIBUZIONI E STIME. Grandezze fisiche fondamentali e derivate – Sistema Internazionale di Misura – Equazioni dimensionali e principio di omogeneità – Conversioni di unità di misura – Strumenti e loro caratteristiche generali – Taratura – Soglia, portata, prontezza – Sensibilità ed errore di sensibilità – Errori sistematici - Rappresentazione della misura e del suo errore – Cifre significative – Consistenza e discrepanza – Valore medio e deviazione standard – Errore relativo ed errore percentuale – Errore statistico – Errore massimo a priori – Propagazione degli errori indipendenti e causali in somme, differenze, prodotti e quozienti – Uso dell’errore quadratico nella propagazione – Formula generale per la propagazione – Deviazione standard della media – Errori sistematici – Analisi dei dati sperimentali – Metodo Grafico: Istogrammi e distribuzioni – Regressione lineare – Metodo dei minimi quadrati. USO DI SOFTWARE per l'elaborazione, la rappresentazione grafica e l'analisi di dati sperimentali. ESPERIENZE. Moto del proiettile – Pendolo semplice e misura dell’accelerazione di gravità – Misure di densità – Verifica della legge di Stokes e misura della viscosità –Verifica della legge di Ohm e Ponte di Wheatstone – Misura dell’indice di rifrazione – Lunghezza focale lente sottile – Diffrazione e interferenza delle onde.

Course Syllabus

MEASUREMENTS, MARGIN OF ERRORS, DISTRIBUTIONS AND EVALUATIONS. International System of Measurement – Dimensional equations and the principle of homogeneity – Conversion of units – instruments and their general characteristics – Calibration – Threshold, capacity, readiness – Sensitivity and error sensitivity – Systematic errors – Representation of the measure and its error – Significant Figures – Consistency and discrepancy – Average value and standard deviation – Relative error and percentage error – Statistical error – Maximum a priori error – Propagation of errors – Systematic errors – Analysis of experimental data – Graphic method: Histograms and distributions – Linear regression – Least squares method. USE OF SOFTWARES for graphic representation and data analysis. EXPERIMENTS. Projectile Motion – Simple pendulum and measure of the acceleration of gravity – Density measurements – Stokes law and viscosity measurement – Ohm's law and Wheatstone bridge – Measurement of refractive index – Thin lens – Diffraction and interference of waves.