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 di Fisica 1
(Corso di Laurea Triennale in Fisica)
A. A. 2011-2012
1)
2)
3)
4)
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: postulati e relativi corollari fondamentali. La probabilità composta.
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. Misure di forza: forza peso e forze elastiche. 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 ):
V. Canale e M. Della Pietra, Fisica in Laboratorio (Meccanica e Termodin.),Aracne
A. Papoulis : Probabilità, variabili aleatorie e processi stocastici, Ed. Boringhieri
M. Severi : Introduzione alla Esperimentazione Fisica, Ed. Zanichelli (Bologna)
J. R. Taylor : Introduzione all'analisi degli errori, Ed. Zanichelli (Bologna)
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