universita` degli studi di roma “tor vergata” dipartimento di fisica

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ROMA “TOR VERGATA”
DIPARTIMENTO DI FISICA
Prof. Matteo Cirillo
Programma del Corso di Laboratorio 1
(Corso di Laurea Triennale in Fisica)
A. A. 2009-2010
Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Misure dirette ed indirette. Dimensioni
delle grandezze fisiche e calcolo dimensionale. Sistemi di unità di misura.
Grafici, tabelle ed istogrammi. Rappresentazione grafica di funzioni. Grafici con
scale lineari e non lineari.
Errori di misura. Errori sistematici e casuali. Errore massimo ed errore statistico.
Errore assoluto ed errore relativo. Precisione, giustezza, sensibilità e prontezza di
strumenti di misura. Propagazione degli errori. Propagazione passo-passo. Formula
generale per la propagazione degli errori. Metodi grafici per il calcolo degli errori.
Analisi statistica degli errori casuali. Errori casuali e sistematici. Media e deviazione
standard. Deviazione standard dalla media.
Probabilità, frequenza e distribuzioni di probabilità. Cenni di teoria assiomatica della
probabilità. Disuguaglianza di Bienamé-Cebicev. Distribuzione binomiale e
distribuzione di Poisson. Legge dei grandi numeri. Teorema di Benoulli. Teorema
del limite centrale. La distribuzione normale o di Gauss. Deviazione standard come
limite di confidenza del 68%. Giustificazione della media come miglior stima,
giustificazione di somme in quadratura. Deviazione standard dalla media. Problema
del rigetto dei dati. Criterio di Chauvenet. Combinazione di misure aventi pesi
diversi. La media pesata. Metodo dei minimi quadrati. Covarianza e correlazione.
Covarianza nella propagazione degli errori. Coefficiente di correlazione lineare. Il
test del χ2 per una distribuzione. Gradi di libertà e χ2 ridotto. Probabilità per il χ2 e
limite di confidenza. Il test t di Student e relativa distribuzione. La probabilità per il
coefficiente di correlazione lineare.
Misure di grandezze meccaniche. Misure di tempo e misure di lunghezza. Il calibro a
cursore ed il calibro Palmer. Bilance. Misure di Forza. Misure di densità. Misura di
accelerazione di gravità mediante il pendolo semplice. Misura della velocità critica
in un fluido.
Misure di termologia e termodinamica .Scale di temperatura. Termometro a gas e
termometro a mercurio. Sensibilità e tempo di risposta del termometro a mercurio.
Misure di quantità di calore e di calore specifico. Equivalente meccanico della
caloria. Rendimento di un ciclo termodinamico.
ESPERIENZE DI LABORATORIO
Esperienza sul cammino casuale (quinconce di Galton). Caduta di un grave e misura
dell'accelerazione di gravità . Dispositivo balistico e studio della traiettoria di un
proiettile. Moto armonico e moto armonico smorzato. Oscillatori accoppiati. Il
pendolo di torsione. Verifiche della legge dei gas ideali . Misura del calore specifico.
Il motore ad aria calda (macchina di Stirling) : studio del ciclo termodinamico e
misura del rendimento.
Riferimenti bibliografici e letture consigliate ( per ordine alfabetico degli autori ):
1) A. Papoulis : Probabilità, variabili aleatorie e processi stocastici, Ed. Boringhieri
(Torino)
2) M. Severi : Introduzione alla Esperimentazione Fisica, Ed. Zanichelli (Bologna)
3) J. R. Taylor : Introduzione all'analisi degli errori, Ed. Zanichelli (Bologna)
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