Programma del Corso di Laboratorio II di Fisica

Università di Bergamo ---- Facoltà di Ingegneria
Programma del Corso di Laboratorio II di Fisica (A.A. 2007-2008)
(proff. Giovanni Salesi e Francesca Oliva)
Teoria
Elementi di metrologia. Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Misure dirette ed indirette. Sistemi di unità di misura
assoluti ed empirici. Multipli e sottomultipli
Dimensioni fisiche. Principio di omogeneità dimensionale ed applicazioni. Calcolo dimensionale
Caratteristiche generali degli strumenti di misura. Sensori, trasduttori, visualizzatori. Intervallo di funzionamento,
prontezza, sensibilità, precisione, accuratezza. Strumenti per misure elettriche: definizioni e norme CEI, classe. Strumenti
indicatori, registratori, integratori
Notazione scientifica. Cifre significative, troncamento, arrotondamento, approssimazioni. Ordine di grandezza
Elementi di teoria degli errori. Errori casuali, sistematici e di sensibilità: origine fisica intrinseca e/o strumentale, studio di
casi particolari. Cifre significative. Arrotondamenti e troncamenti. Teoria gaussiana degli errori. Medie e varianze.
Semidispersione. Propagazione degli errori
Grafici. Scale lineari e logaritmiche. Calcolo grafico della derivata e dell’integrale definito. Esempi di determinazione
grafica dei parametri di funzioni lineari e non lineari con l’uso di carte lineari e logaritmiche. Best fit per andamenti lineari
ed esponenziali. Metodo delle “rette di massima e minima pendenza”. Grafici di taratura
Elaborazione dei dati, regressione, interpolazione. Metodo dei minimi quadrati. Indici di correlazione di Bravais. Test
statistici di consistenza e compatibilità, test del χ2
Richiami di Elettromagnetismo ed Elettronica Generatori di forza elettromotrice in continua reali ed ideali, resistenza interna.
Voltmetri reali ed ideali. Corrente elettrica, galvanometri, amperometri reali ed ideali. Generatori di corrente continua reali ed ideali.
Prima legge di Ohm, resistenza elettrica. Resistenze in serie ed in parallelo. Misura di resistenze tramite “Ponte di Wheatstone”. Prima e
seconda legge di Kirchhoff. Circuiti RC, carica e scarica di un condensatore. Circuiti RL, extracorrenti di apertura e chiusura. Tensioni e
correnti alternate. Componenti passivi e reattivi in alternata: energie e potenze cedute o assorbite, reattanza, impedenza, valore medio,
valore efficace, sfasamento. Studio in frequenza dei componenti attivi di un circuito, filtri passa-basso e passa-alto, integratori, derivatori.
Oscillazioni forzate in un circuito RLC-serie, potenza media totale, fattore di potenza, risonanza, fattore di merito, sfasamento correntetensione. Semiconduttori: elettroni e lacune, bande di valenza e bande di conduzione, polarizzazione diretta ed inversa. Giunzioni n-p:
diodi, transistor, effetto valanga, effetto Zener. Amplificatori operazionali: proprietà elettroniche e principali applicazioni (integratore,
sommatore, comparatore, rettificatore, generatore di corrente)
Esperienze di laboratorio
Lo scopo principale delle esperienze sottoelencate è quello di sviluppare ed approfondire le capacità di analisi ed
interpretazione dei fenomeni fisici e degli errori casuali, di sensibilità e sistematici che sono presenti nei processi di
misurazione delle grandezze fisiche, nonché le capacità di analisi ed interpretazione statistica dei dati, e di regressione ed
inferenza, specialmente per via grafica. Tra gli obiettivi vi è anche la familiarizzazione con circuiti e componenti
elettronici nonché l'apprendimento delle modalità d'uso della strumentazione elettronica di base. Per il superamento
dell'esame è richiesta la frequenza delle 8 lezioni previste, l'esecuzione di tutti gli esperimenti programmati, e la consegna
dei relativi fogli di lavoro
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Metodo volt-amperometrico per la misura della resistenza elettrica
Ponte di Wheatstone
Studio dei circuiti RC in alternata e in regime impulsivo
Studio dei circuiti RL e RLC-serie in alternata
Misura delle “caratteristiche” dei superconduttori
Amplificatori a transistor
Circuiti con amplificatori operazionali