Corsodilaureatriennalein:FISICAL‐30
Schedadell’insegnamentodi:LaboratoriodiFisica2(M‐Z)
Periodo:IeIIperiododidattico
Settorescientifico‐disciplinare:FIS/01FisicaSperimentale
CFU:12
Eventualipropedeuticità:LaboratoriodiFisicaI
Nomedeldocente:MarcelloLattuada([email protected])
Obiettiviformativi:
Ilprogrammadelcorsoprevedeilrichiamodialcunenozioniditeoriadellamisuraedanalisi
dei dati, la descrizione dei vari strumenti che vengono utilizzati per la misura di grandezze
attinenti alla elettricità, al magnetismo e all’ottica, la descrizione da parte del docente e la
esecuzione da parte dello studente di esperimenti riguardanti la misura di tali grandezze,
facendo uso di circuiti elettrici alimentati in continua ed in alternata, valvole a vuoto e a
semiconduttore,tubielettronici,banchiottici,spettrometri.Ilcorsosiproponedifornireallo
studente, oltre alla conoscenza del principio di funzionamento degli strumenti e delle loro
modalità d’uso, anche l’acquisizione di una metodologia della misura che si ritiene
indispensabileperlaformazionediunfisico.
Programmadelcorso:
TEORIA DELLA MISURA ED ANALISI DEI DATI
Misura di una grandezza fisica. Errori sperimentali. Caratteristiche degli strumenti di misura: portata, soglia,
precisione, sensibilità, prontezza. Criterio della massima probabilità e metodo dei minimi quadrati. Problema
generale del fit lineare e non lineare.
MISURA DI INTENSITA’ DI CORRENTE CONTINUA
Effetti della corrente elettrica. Elettrodinamometri. Amperometri e galvanometri: principio di funzionamento.
Variazione della portata di un amperometro. Galvanometro balistico.
[Esperienze A1 - A2]
MISURA DI D.D.P. E DI F.E.M. CONTINUE
Voltmetri elettrostatici. Voltmetro ad assorbimento e sua resistenza interna. Variazione della portata di un
voltmetro ad assorbimento. Potenziometro. Generatori di f.e.m. ideali e reali.
[Esperienze A3 - A4]
MISURA DELLA RESISTENZA ELETTRICA
Metodi di misura di resistenza elettrica. Ohmetro. Dipendenza della resistività di un conduttore dalla
temperatura.
[Esperienze A5 - A9]
TUBI ELETTRONICI E SEMICONDUTTORI
Diodo e triodo a vuoto: principio di funzionamento e misura delle loro caratteristiche. Cenni sulla teoria dei
semiconduttori. Diodo a giunzione. Transistor.
[Esperienze B1 - B5]
MOTO DI PARTICELLE CARICHE IN CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI
Misura di campo magnetico. Effetto Hall. Bobine di Helmhotz. Accelerazione e deflessione di particelle
cariche. Verifica della quantizzazione della carica elettrica e misura della carica dell'elettrone. Misura del
rapporto e/m dell'elettrone.
[Esperienze B6 - B8]
CIRCUITI ELETTRICI PERCORSI DA CORRENTE ALTERNATA
Generalità sulle correnti alternate. Circuiti RLC in serie e in parallelo. Filtri RC e circuiti tampone. Principio di
funzionamento e modalità d’uso dell'oscilloscopio a raggi catodici.
[Esperienze B9 – B12]
OTTICA
Lenti sottili. Misura di distanze focali di lenti sottili convergenti e divergenti. Spettri ottici. Spettroscopi a
prisma e a reticolo: potere risolutivo e potere dispersivo. Misura della velocità della luce in aria ed in altri
mezzi. Polarizzazione della luce: legge di Malus e sua verifica sperimentale. Misura della costante di Planck.
[Esperienze C1 – C8]
Esperienze di laboratorio
[A1]
[A2]
[A3]
[A4]
[A5]
[A6]
[A7]
[A8]
[A9]
Determinazione della sensibilità amperometrica e della resistenza interna di un galvanometro.
Determinazione della sensibilità balistica di un galvanometro balistico e misura di capacità incognite.
Misura della resistenza interna di un voltmetro e realizzazione di un voltmetro a più portate.
Misura della f.e.m. e della resistenza interna di una pila con il metodo di opposizione.
Misura di resistenza elettrica con il metodo volt-amperometrico.
Realizzazione e taratura di un ohmetro.
Misura del coefficiente di temperatura di una resistenza.
Misura della resistenza interna di un milliamperometro con il ponte di Wheatstone.
Misura di una resistenza elettrica attraverso la scarica di un condensatore.
[B1]
[B2]
[B3]
[B4]
[B5]
[B6]
[B7]
Determinazione delle caratteristiche di un diodo a vuoto.
Determinazione delle caratteristiche statiche e dinamiche di un triodo.
Determinazione delle caratteristiche di un diodo a giunzione.
Determinazione delle caratteristiche di un transistor a base comune.
Determinazione delle caratteristiche di un transistor ad emettitore comune.
Misura dell'induzione magnetica all'interno di un solenoide con il metodo della bobina esplorante.
Misura del rapporto e/m dell'elettrone attraverso la deflessione magnetica ed elettrica di un fascio di
elettroni.
[B8] Esperienza di Millikan: misura della carica dell’elettrone e verifica della quantizzazione della carica
elettrica.
[B9] Studio della curva di risonanza di un circuito RLC serie.
[B10] Studio della curva di risonanza di un circuito LC parallelo.
[B11] Curve di risposta di un circuito RC serie a segnali sinusoidali.
[B12] Oscillatore a dente di sega.
[C1] Misura della distanza focale di una lente convergente con il metodo di Bessel.
[C2] Misura della distanza focale di una lente divergente.
[C3] Misura dell'indice di rifrazione del vetro al variare della lunghezza d'onda della radiazione incidente
mediante uno spettroscopio a prisma.
[C4] Analisi di spettri ottici di emissione con uno spettroscopio a prisma rotante.
[C5] Analisi di spettri ottici di emissione con uno spettroscopio a reticolo.
[C6] Misura della velocità della luce in aria e in altri mezzi.
[C7] Verifica della legge di Malus mediante un sistema di polaroidi e misura della concentrazione di una
soluzione zuccherina attraverso la misura dell’angolo di rotazione del piano di polarizzazione.
[C8] Misura della costante di Planck attraverso la misura della lunghezza d’onda di emissione di LED
Testi adottati dal docente:
E. Acerbi: Metodi e strumenti di misura. Città Studi Ed., Milano
Cortini - Sciuti: Misure ed apparecchi di fisica (Elettricità). Ed. Vieschi, Roma
Foti – Gianino: Elementi di analisi dei dati sperimentali. Liguori Editore
L.G. Parrat: Probability and experimental errors in science. J. Wiley and Sons Inc., N.Y., London
R. Ricamo: Guida alle esperimentazioni di fisica: elettromagnetismo. Ed. Ambrosiana, Milano
M. Severi: Introduzione alla sperimentazione fisica. Ed. Zanichelli, Bologna
J.R. Taylor: Introduzione all'analisi degli errori. Ed. Zanichelli, Bologna
Attivitàdidattichepreviste:
‐ Lezioniinaula(48ore)elezioniinlaboratorio(72ore)
Metodiecriteridivalutazionedell’apprendimento:
‐ Esamefinaleconesecuzionediunaprovapratica,consegnadellarelativarelazionee
provaorale
Oppure,asceltadellostudente:
‐ Consegnaditrerelazionisutreesperienzedilaboratoriodurantelosvolgimentodel
corsoeprovaoralefinale.
Criteriperl’attribuzionedelvotofinale:
Sarannovalutateleconoscenzeacquisitesugliargomentidelprogrammaelacapacitàdi
condurreautonomamenteunesperimentointuttelesuefasi,dallasceltadeglistrumentialle
modalitàdiesecuzionedell’esperimento,finoallaanalisiedallainterpretazionedeidati
acquisiti,nonchélachiarezzaecompiutezzaconcuivieneespostoperiscrittoillavorosvolto.
