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  1. Insegnamenti

70177 - LABORATORIO DI FISICA CON ELEMENTI DI STATISTICA E INFORMATICA - I PARTE

insegnamento
ID:
70177
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
60
CFU:
6
Url:
Dettaglio Insegnamento:
FISICA/PERCORSO COMUNE Anno: 1
Anno:
2024
  • Dati Generali
  • Syllabus
  • Corsi
  • Persone

Dati Generali

Periodo di attività

Primo semestre (primi anni) (16/09/2024 - 20/12/2024)

Syllabus

Obiettivi Formativi

Il corso consiste nel primo insegnamento di Laboratorio e di statistica e ha lo scopo di fornire agli studenti ie basi per l'apprendimento del metodo sperimentale e delle tecniche di analisi dei dati sperimentali.
A questo scopo il corso e' composto da una parte di lezioni in aula, e di una parte di esercitazioni di laboratorio e di gestione dei dati con con l'ausilio del computer.
Alla fine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di effettuare misure di grandezze fisiche, effettuarne una corretta analisi statistica e presentarne i risultati in modo scientificamente corretto .

Prerequisiti

Conoscenze di base di Matematica (elementi di analisi) e di Meccanica classica.
Si suppone che gli studenti non abbiano alcuna precedente conoscenza di statistica o analisi dati

Metodi didattici

Organizzazione del corso (primo modulo)

-lezioni in aula di statistica e su tutti gli argomenti delle esercitazioni di laboratorio (24 ore);
-esercitazioni nel laboratorio di Dinamica per la realizzazione delle varie esperienze (36 ore, più possibilità di recupero).
Gli studenti saranno divisi in gruppi (generalmente 2-3 studenti per gruppo).
Al termine di ogni esercitazione ogni gruppo deve presentare una relazione sulla esperienza realizzata che descriva obiettivi, metodologia e apparato sperimentale, dati raccolti e relativa analisi statistica, risultato finale.

Gli studenti che abbiano consegnato regolarmente tutte le relazioni possono sostenere la prova pratica in preappello alla fine del primo semestre


Verifica Apprendimento

L'esame del corso e' unico per entrambi i moduli.
Consiste in una prova pratica di laboratorio con relazione, un breve test di programmazione e una prova orale.
La prova pratica e il test di programmazione hanno carattere di selezione (lo studente che non dimostri una sufficiente conoscenza degli argomenti non è ammesso alla prova orale).
La valutazione finale, in trentesimi, terra' conto delle prove di accesso all'orale, dell'orale e delle relazioni delle esercitazioni di laboratorio effettuate nel corso dell'anno.
Durante la prova orale:

-vengono discussi gli argomenti del corso, per verificare la capacità di comprendere e collegare i vari argomenti trattati durante le lezioni;
-vengono discusse la relazione d'esame e le relazioni sulle esercitazioni in laboratorio, per verificare la comprensione delle problematiche sperimentali e l'acquisita capacità di realizzare semplici esperienze di fisica classica,
-viene verificata la capacita' di utilizzare un linguaggio di programmazione per risolvere semplici problemi,
allo scopo di accertare il raggiungimento degli obiettivi formativi.

Testi

P. R. Bevington, D. K. Robinson DATA REDUCTION AND ERROR ANALYSIS FOR PHYSICAL SCIENCES, 3 edizione, Mc Graw Hill

J.R. Taylor INTRODUZIONE ALL'ANALISI DEGLI ERRORI - LO STUDIO DELLE INCERTEZZE NELLE MISURE FISICHE, 2 edizione Zanichelli

slide del corso

Testi di consultazione o approfondimento:

L.Barone, E. Marinari, G. Organtini, F. Ricci-Tesenghi PROGRAMMAZIONE SCIENTIFICA ed Pearson Education

MONTE CARLO: BASICS, dispense fornite dalla docente

C. Kernighan, D. Ritchie C PROGRAMMING LANGUAGE Prentice-Hall

Contenuti

Il corso completo e' costituito da due moduli e prevede complessivamente 120 ore di didattica tra lezioni in aula ed esercitazioni in laboratorio. In particolare sono previste 54 ore di lezione in aula e 66 ore di esercitazioni guidate in laboratorio.
Ogni modulo prevede 60 ore tra lezioni in aula e in laboratorio.

Primo Modulo:
Metodi statistici per l'analisi dei dati sperimentali (27 ore in aula).

- Il Metodo Scientifico.
- La misura delle grandezze fisiche. Definizione (operativa) di grandezza e sua misura. Unità di misura e sistemi di unità di misura: Il sistema internazionale.
- Presentazione delle misure e cifre significative. Leggere una formula e verificarne la sua correttezza (analisi dimensionale).
- Errori e/o incertezze. Errori sistematici e casuali.
- L'errore totale nelle misurazioni, errore relativo, grado di precisione.
- Precisione ed accuratezza in un misura. Discrepanza fra misure.
- Misure singole e/o multiple. La migliore stima dell'errore (moda, mediana e media)
- Scarti, scarto quadratico medio, deviazione standard della popolazione, del campione e della media.
- Propagazione degli errori.
- Rappresentazione dei dati: tabelle, istogrammi e grafici.
- Istogrammi: dal discreto alla distribuzione limite.
- La distribuzione di Gauss come distribuzione limite per misure affette da errori casuali.
- La misura di una grandezza fisica influenzata da fenomeni casuali e stima del valore atteso.
- Misura in termini probabilistici.
- Cenni su teoria delle probabilità.
- Il criterio di massima verosimiglianza.
- Distribuzioni di probabilità: Gaussiana, Binomiale, di Poisson.
- Test del chi-quadro.
- Grafici e relazioni funzionali: il metodo dei minimi quadrati.
- Descrizione delle esperienze di laboratorio

Esperienze di laboratorio, elaborazione e discussione dei dati acquisiti durante l'esecuzione delle esperienze mediante la teoria degli errori (33 ore in laboratorio).

Lingua Insegnamento

ITALIANO

Altre informazioni

classroom link: https://classroom.google.com/c/NzEzODcxNDk3NzEw
codice corso classroom:
azk6acm

Corsi

Corsi

FISICA 
Laurea
3 anni
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Persone

Persone (6)

BALBONI ANNA
Dottorandi
CASAZZA DENISE
Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
AREA MIN. 02 - Scienze fisiche
Borsisti
CASAZZA DENISE
Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
AREA MIN. 02 - Scienze fisiche
Dottorandi
LUPPI Eleonora
Settore PHYS-01/A - Fisica sperimentale delle interazioni fondamentali e applicazioni
Gruppo 02/PHYS-01 - FISICA SPERIMENTALE DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI E APPLICAZIONI
AREA MIN. 02 - Scienze fisiche
Docenti di ruolo di Ia fascia
PIERINI Lorenzo
Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
AREA MIN. 02 - Scienze fisiche
Borsisti
PIERINI Lorenzo
Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
AREA MIN. 02 - Scienze fisiche
Dottorandi
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