LEZIONI (25 ore)
Grandezze fisiche e loro misura (Metodi di osservazione e misura - Grandezze fisiche - Grandezze metrizzabili e grandezze di stato - Misurazione diretta sperimentale) - Sistemi di unità di misura (Grandezze fondamentali e derivate - Sistemi di unità di ed indiretta - Dipendenza dal tempo delle grandezze fisiche - Conteggio di eventi - Definizione operativa di grandezza fisica - Il metodo misura - Campioni naturali ed artificiali - Il Sistema Internazionale: grandezze fondamentali e loro campioni - Dimensioni delle grandezze fisiche e analisi dimensionale ) - Strumenti di misura (Elementi funzionali - Classificazione degli strumenti - Caratteristiche statiche - Accuratezza - Comportamento dinamico) - Rappresentazioni dei risultati di misura (Cifre significative ed arrotondamenti - Istogrammi: normalizzazione e confronto con distribuzioni teoriche - Grafici: lineari, semilog., log-log e loro uso.) - Incertezza nelle misure (Cause di incertezza - Risoluzione di misura - Errori casuali: istogrammi , valor medio e varianza, distribuzione limite, distribuzione normale, distribuzione dei valori medi - . Espressione dell'incertezza in misure affette da errore casuale - Errori sistematici; discrepanza tra diverse misure - Incertezza assoluta, relativa e percentuale) - Probabilità: concetti di base (Fenomeni aleatori: eventi, esiti, spazio campionario - Probabilità di un evento aleatorio e sue definizioni: classica, statistica, soggettiva - Addizione e moltiplicazione di eventi - Eventi incompatibili, evento complementare - Probabilità della somma di eventi incompatibili e compatibili - Definizione assiomatica di probabilità - Probabilità del prodotto di eventi, probabilità condizionata, eventi indipendenti - Distribuzioni di variabile aleatoria (Variabili aleatorie discrete e continue - Distribuzioni di v.a. discreta - Funzione di distribuzione cumulativa - Distribuzioni di v.a. continua: densità di probabilità. Normalizzazione di una distribuzione - Caratteristiche numeriche delle distribuzioni: momenti iniziali e centrati; valor medio, varianza e scarto quadratico medio - Prove ripetute: distribuzione binomiale di Bernoulli; cammino casuale - Distribuzione di Poisson e sue applicazioni a problemi di conteggio - Distribuzione a densità uniforme -Distribuzione normale di Gauss, distribuzione normale standardizzata, integrali della distribuzione standardizzata e uso delle tabelle) - Trattamento statistico dei dati sperimentali (Popolazioni e campioni - Medie e varianze campionarie e loro distribuzioni - Stima dei parametri di una popolazione a partire dai parametri di un campione; consistenza e correttezza delle stime; applicazioni alla teoria degli errori. ARGOMENTI DI STORIA DELLA SCIENZA E DELLA FISICA: dalla filosofia alla fisica – Il pensiero galileiano – La rivoluzione industriale e il progresso scientifico – La fisica moderna: scoperte e ricadute tecnologiche.
ATTIVITA' DI LABORATORIO(30 ore)
Sono previste almeno 6 esperienze di laboratorio, per ognuna delle quali verrà richiesta una relazione che lo studente dovrà redigere sulla base della propria attività eseguita in laboratorio e nelle quali i dati raccolti dovranno essere utilizzati sulla base dei principi generali illustrati durante le lezioni: (I) determinazione sperimentale di (II) misura di pezzi meccanici; (III) misure di parametri fisici nel pendolo semplice; (IV) misure di parametri fisici in un oscillatore reale; (V) determinazione sperimentale dei coefficienti di attrito statico e dinamico; (VI) determinazione della frequenza di risonanza in un fenomeno oscillatorio forzato. Le misure verranno eseguite sia manualmente che tramite PC attraverso l’uso di sensori.