Grandezze fisiche. Unità di misura. Calcolo dimensionale.
Incertezze di misura. Cifre significative. Caratteristiche di uno strumento di misura.
Incertezze casuali. Incertezze sistematiche.
Confronto fra misure. Propagazione delle incertezze. Rappresentazione grafica dei dati.
Misure in Laboratorio:
1. Legge di Ohm.
2. Coefficiente di attenuazione (Lambert-Beer) di una miscela acqua-latte.
3. Distanza focale di una lente convergente.
4. Densità di alcuni liquidi con il picnometro.
J.R.Taylor: Introduzione all’analisi degli errori
Ed. Zanichelli
Dispense del corso
Obiettivi Formativi - Cognomi M-Z
Conoscenze.
Concetto di misura di una grandezza fisica ed errore associato.
Cifre significative. Calcolo dimensionale.
Incertezze statistiche. Media, deviazione standard, deviazione standard della media.
Incertezze sistematiche. Propagazione delle incertezze.
Abilità.
Saper valutare la correttezza di una relazione fra grandezze fisiche in base al calcolo dimensionale.
Saper effettuare semplici misure di grandezze fisiche con strumenti sia analogici che digitali.
Saper utilizzare strumentazione di uso generale come multimetri, generatori di corrente e tensione, etc.
Saper rappresentare graficamente dati sperimentali.
Saper estrarre dipendenze funzionali fra grandezze fisiche misurate, verificando semplici leggi fisiche.
Saper redigere una relazione di laboratorio.
Saper usare la calcolatrice scientifica o il computer per l'analisi dati.
Competenze.
Condurre semplici esperimenti, valutando le possibili sorgenti di errore e l’affidabilità delle misure effettuate.
Prerequisiti - Cognomi M-Z
I requisiti per poter seguire il corso, sono trattati nei corsi di Matematica e Fisica.
In particolare si raccomanda di ripassare i seguenti argomenti:
1. Percentuale. Calcoli algebrici elementari. Equazioni algebriche di primo e secondo grado.
2. Perimetri, aree e volumi delle figure geometriche piane e solide più comuni
3. Funzioni reali di variabile reale: polinomi, logaritmi, esponenziali
4. Derivate di funzioni (ripassare tutte le regole di derivazione più comuni)
5. Conversione tra unità di misura (esempio: a quanti centimetri cubi corrisponde un litro?)
6. Legge di Ohm, cos'è la resistenza?
7. La densità di massa.
Metodi Didattici - Cognomi M-Z
Il corso consiste in una serie di Lezioni Frontali da 3 ore ciascuna, per un totale di 15 ore, svolte nell'arco di una settimana circa.
Durante le lezioni vengono proiettate e commentate le slide del corso (disponibili sulla pagina Moodle del corso).
Alla fine di ogni argomento, il docente o direttamente gli studenti risolvono esercizi simili a quelli che
verranno trovati nel compito d'esame. C'è poi una Discussione con gli studenti per capire eventuali difficoltà riscontrate
in quel determinato argomento.
Il laboratorio consiste nello svolgimento di 4 esperienze da svolgersi ciascuna in un tempo massimo di tre ore e cadenzate circa una ogni tre giorni.
Le esperienze sono svolte in gruppi di 3 persone. Durante le ore di laboratorio gli studenti sono seguiti dai docenti e da appositi tutor.
Alla fine delle quattro esperienze, gli studenti hanno a disposizione circa due settimane per consegnare un quaderno di laboratorio con le relazioni delle quattro esperienze.
Il quaderno deve essere a livello di gruppo e non di singolo studente.
Quadro riassuntivo delle ore.
CFU: 3
Numero di ore totali del corso: 75 (= 3 x 25)
Numero di ore per studio personale e altre attività formative di tipo individuale:39
Numero di ore relative alle attività in aula: 16
Numero di ore relative ad attività di laboratorio (lezioni in laboratorio): 0
Numero di ore relative ad attività di esercitazioni (in laboratorio e in campo): 20
Numero di ore relative ad attività seminariali: 0
Numero di ore relative ad attività di stage: 0
Numero di ore per prove in itinere: 0
Altre Informazioni - Cognomi M-Z
La frequenza delle esperienze di laboratorio è obbligatoria.
Ricevimento: Dal lunedì al venerdì, previo appuntamento.
Modalità di verifica apprendimento - Cognomi M-Z
Quaderno di laboratorio.
Esame finale scritto.
Programma del corso - Cognomi M-Z
Misura di grandezze fisiche. Unità di misura. Il Sistema Internazionale. Calcolo dimensionale.
Cifre significative. Incertezze di misura. Rappresentazione del risultato di una misura.
Incertezza relativa. Incertezze strumentali. Principali caratteristiche di uno strumento di misura.
Incertezze casuali. Media, deviazione standard, deviazione standard della media. Cenni sulle incertezze sistematiche.
Confronto fra misure. Propagazione delle incertezze casuali. Formula per la
propagazione degli errori massimi. Rappresentazione grafica dei dati sperimentali. Grafici in scale
non-lineari. Legge di Ohm e Multimetro. Picnometro. Ottica geometrica, lenti sottili. Legge di Lambert Beer.
In laboratorio verranno condotti quattro semplici esperimenti:
1. Verifica della legge di Ohm
2. Misura della densità di alcuni liquidi tramite il picnometro
3. misura del coefficiente di attenuazione (legge di Lambert-Beer) di una miscela acqua-latte e sua relazione con il contenuto di grassi
4. misura della distanza focale di una lente convergente