Università degli Studi di Siena

Corso di Laurea in Chimica

Laboratorio di Fisica (Nuovo Ordinamento)

Programma del corso

• Programma delle lezioni

  • Definizione operativa di grandezza fisica. Dimensioni fisiche. Sistemi di unita' di misura. Metodi
    di misura : diretto e indiretto. Misura di distanze astronomiche con il metodo della parallasse.
    

  • Strumenti ed errori di misura
    Strumenti. Errore di sensibilita'. Errore casuale. Errore sistematico. Cifre significative ed arrotondamenti. Errore assoluto. Errore relativo.
    

  • Grafici
    Grafici con scale lineari. Derivazione e integrazione per via grafica. Grafici con scale non lineari. Grafici di misure sperimentali.
    

  • Introduzione all'analisi statistica dei dati sperimentali
    Istogrammi. Stime di tendenza centrale : moda, mediana, media aritmetica. Stime di dispersione : semidispersione massima, deviazione media assoluta, varianza e deviazione standard. Legge dei grandi numeri. Teorema del limite centrale. La distribuzione di Gauss. Errore della media. La distribuzione binomiale. La distribuzione di Poisson. Trattamento statistico elementare dei dati provenienti da esperimenti di conteggio.
    

  • Introduzione alla teoria degli errori
    La media pesata.Correlazione fra variabili casuali. La covarianza. La formula generale di propagazione degli errori. Errore massimo. Esempi di calcolo degli errori.
    

  • Introduzione all'elaborazione dei dati sperimentali
    Il metodo dei minimi quadrati. Calcolo della matrice di covarianza dei parametri. Il coefficiente di correlazione lineare. La distribuzione del chi-quadro. Il test del chi-quadro. Interpolazione dei dati con una curva. Il problema della reiezione dei dati.
    

  • Misure elettriche
    Elementi ideali di circuito in c.c. Legge di Ohm. Combinazioni di resistenze e capacita'. Generatori continui ideali e reali. Leggi di Kirchoff. Misure in corrente continua. L'amperometro. Misure di ddp. Il voltmetro. Ohmetro e misure di resistenza. Il multimetro digitale. Extracorrenti di apertura e chiusura. Metodo simbolico. Analisi di alcuni circuiti in corrente alternata. Tubo a raggi catodici. Oscilloscopio a raggi catodici e suo uso. Generatore di funzioni. Circuiti integratore e derivatore.
    

• Esercitazioni
  

  1. Verifica sperimentale della distribuzione gaussiana di una variabile casuale.
  2. Misura dell'accelerazione di gravita' con il pendolo semplice.
  3. Semplici verifiche della legge di Ohm mediante l'uso del tester.
  4. Uso dell'oscilloscopio e del generatore di funzioni. Misura della costante di tempo di un circuito RC.

Libri di testo consigliati

John R. Taylor - "Introduzione all'analisi degli errori " - Zanichelli editore

Testi di consultazione relativi alle esercitazioni

Bibliografia consigliata per approfondimento

A.G.Frodesen, O.Skjeggestad, H.Tofte - "Probability and Statistics in Particle Physics " - Universitetsforlaget, Bergen

Eadie, Drijard, Roos, James, Sadoulet - "Statistical Methods in Experimental Physics " - North Holland, Amsterdam

C.Cametti, A.di Biasio - "Introduzione all'elaborazione dei dati sperimentali" - Ed. CISU, Roma

Jacob Millman - "Microelectronics " - McGraw Hill

Rober F.Pierret - "Semiconductor Fundamentals " (Vol.I) - "Field Effect Devices " (Vol.IV) - Modular Series on solid state devices - Addison Wesley

G.W.Neudeck - "The PN Junction Diode " (Vol.II) - "The Bipolar Junction Transistor" (Vol.III) - Modular Series on solid state devices - Addison Wesley