PRESENTAZIONE

Il corso fornisce gli elementi introduttivi all’attività di laboratorio, con particolare riferimento al concetto di misura e alla sua incertezza ed ai principali metodi di analisi dati

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso fornisce gli elementi introduttivi all’attività di laboratorio, con particolare riferimento al concetto di misura e alla sua incertezza ed ai principali metodi di analisi dati.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Per introdurvi alla pratica di laboratorio affronteremo, accanto ad argomenti più propriamente legati alle esperienze di laboratorio, aspetti concettuali e di metodo.

Gli Obiettivi Formativi di questo seecondo modulo del corso di Laboratorio sono essenzialmente volti a fornire conoscenze teoriche e operative (nella pratica di laboratorio e nella soluzione di problemi ed esercizi) nei seguenti ambiti principali:

Analisi dimensionale

Metodo di Misura e Trattazione dei dati raccolti

Calcolo delle probabilità 

Distribuzioni probabilistiche e introduzione alla Statistica

I Risultati di Apprendimento attesi sono 1) Saper applicare in modo autonomo le conoscenze apprese in un contesto di laboratorio per affrontare semplici esperienze di fisica 2)  Saper riportare i risultati ottenuti nelle esperienze di laboratorio in modo corretto e quantitativo attraverso la stesura di relazioni che vengono valutate dai docenti nel corso dell'anno e dell'esame finale.3) Saper utilizzare le conoscenze apprese per risolvere semplici problemi ed esercizi inerenti la parte di teoria del corso.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso prevede  la svolgimento di lezioni frontali (60 ore) nelle quali verranno illustrati gli elementi teorici necessari per poter condurre le esperienze pratiche di laboratorio ( Analisi dimensionale, Metodo di Misura e Trattazione dei dati, Calcolo delle probabilità ,Distribuzioni probabilistiche e introduzione alla Statistica, Introduzione alle esperienze). Verranno inoltre svolte in aula esercizi a supporto della parte teorica.

Sono inoltre previsti 11 turni di laboratorio per un totale di 60 ore nel pomeriggio svolti in gruppi di 2-3 persone. L'ultima prova di laboratorio verrà svolta individualmente e concorrerà alla formazione del voto finale. La frequenza dei turni di laboratorio pomeridiani è OBBLIGATORIA.

PROGRAMMA/CONTENUTO

1. Grandezze fisiche, definizione operativa e cenni sulla metodologia della misura. Dimensioni fisiche e analisi dimensionale. Sistemi di unità di misura e descrizione del Sistema Internazionale. Conversione tra diversi sistemi di unità di misura. Caratteristiche generali degli strumenti di misura (sensibilità, portata, soglia, prontezza...).

2. Misure non riproducibili. Descrizione mediante istogrammi di frequenze assolute o relative. Valor medio e sua determinazione. Moda e mediana. Larghezza totale a metà altezza, varianza e deviazione standard. Varianza della media ed errore standard. Distribuzione rettangolare. Distribuzione gaussiana. Propagazione degli errori (“errori massimi” e statistici). Covarianza (cenni). Errori sistematici.

3. Rappresentazione grafica di dati, anche con uso di scale non lineari. Stima grafica della “miglior retta”. Il metodo dei minimi quadrati. La media pesata.

4. Introduzione alle esperienze di laboratorio.

5. Definizione di probabilità. Cenni di calcolo combinatorio. Assiomatizzazione del calcolo delle probabilità. Diagrammi di Venn. Probabilità condizionata e composta. Eventi indipendenti e disgiunti.

6. Variabili aleatorie. Funzione di distribuzione. Funzione di distribuzione cumulativa. Moda, mediana, media, varianza. Probabilità congiunta. Somma e prodotto di variabili aleatorie. Covarianza e coefficiente di correlazione. 

7. Distribuzioni di probablità. Distribuzione binomiale. Distribuzione di Poisson o degli eventi rari. Distribuzione normale. Il test del Chi^2 per le distribuzioni di probabilità.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Tracce delle lezioni e dispense fornite sulla piattaforma Aulaweb durante l'anno

• Taylor John R. "Introduzione all'analisi degli errori. Lo studio delle incertezze nelle misure fisiche" Editore Zanichelli

Per approfondimenti

• Athanasios Papoulis "Probabilità, variabli aleatorie e processi stocastici" Editore Borighieri 

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

FRANCESCO BUATIER DE MONGEOT (Presidente)

SERGIO DI DOMIZIO (Presidente)

ROBERTA CARDINALE

LEA DI NOTO

FLAVIO FONTANELLI

MARIA CATERINA GIORDANO

ENRICO ROBUTTI

GIULIA ROSSI

LUCA VATTUONE

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L'inizio delle lezioni è previsto nella prima settimana di didattica ufficiale. 

Orari delle lezioni

LABORATORIO 1 (B)

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

La valutazione finale riguarda l'intero corso annuale di Laboratorio 1 e consente di giudicare globalmente, per i due moduli di cui è costituito il corso, la preparazione dello studente e il grado di raggiungimento degli obiettivi prefissati.

La valutazione finale consiste in una media pesata fra la valutazione di una prova scritta e delle prove pratiche di laboratorio dei due moduli.

La prova orale non è prevista, ma può essere richiesta dai docenti in casi particolari di dubbio sull'effettivo raggiungimento dei risultati prefissati da parte dello studente.

La valutazione della prova di laboratorio del modulo B prevede la verifica di quanto appreso durante l'anno riguardo alla strumentazione, ai metodi di misura utilizzati e alla trattazione dei risultati ottenuti. La valutazione viene fatta sulla relazione dell'ultima esercitazione di laboratorio del corso, effettuata singolarmente dagli studenti e non più in gruppo, per verificare l'autonomia raggiunta.

Se il risultato dell'ultima esercitazione individuale non raggiunge gli obiettivi prefissati, lo studente dovrà ripeterla durante gli appelli fissati per il corso.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

1) E' prevista una prova scritta per valutare la comprensione degli argomenti affrontati nel corso delle lezioni teoriche frontali .

2) E' prevista una prova pratica svolta individualmente,  che mira a valutare l'apprendimento delle nozioni relative alla misura e alla elaborazione dei dati di laboratorio. Al voto della prova pratica si somma un bonus (fino al 10% del voto finale) al quale concorrono le prove pratiche svolte durante l'anno. 

Il voto finale risuluta dalla media pesata delle 2 prove. 

Calendario appelli