CdSFISICA
Codice032BB
CFU12
PeriodoAnnuale
LinguaItaliano
Le conoscenze di base che il corso punta a trasmettere sono le seguenti
- il concetto di incertezza di misura;
- rappresentazione e riduzione dei dati;
- i concetti di base della statistica applicata all'analisi dei dati in FIsica;
- le leggi dell'ottica geometrica;
- le basi della comunicazione scientifica.
The course is aiming at in troducing:
- the concept of measurement error;
- data representation and reduction;
- basic statistical concepts related to data analysis in Physics;
- the law of geometrical optics;
- the basics of scientific communication.
Lo studente dovrà dimostrare l'abilità di mettere in pratica criticamente le nozioni illustrate dal docente nel corso delle esperienze di laboratorio che verranno eseguite.
Sarà richiesta la stesura di relazioni di laboratorio settimanali (in gruppo) relative alle attività pratiche. L'esame finale consisterà in una parte pratica/scritta (una relazione individuale su un esperimento specifico) ed una parte orale.
The students must demonstrate the ability to put into practice and to execute, with critical awareness, the activities illustrated or carried out under the guidance of the teacher during the course.
The students are required to produce weekly laboratory reports (in groups) throughout the academic year. The final exam will consists of a practical/witten part (with an individual report on a specific experiment) and an oral part.
Al completamento del corso lo studente avrà acquisito le capacità di
- eseguire semplici misure di meccanica, termologia ed ottica geometrica;
- stimare le incertezze di misura ad esse associate;
- applicare gli strumenti statistici di base per l'analisi dei dati;
- utilizzare il calcolatore per rappresentare ed analizzare le misure;
- valutare la compatibilità tra un insieme di misure sperimentali ed un modello;
- descrivere il risultato di una misura nella forma di una relazione scritta.
The student who successfully completes the course will have the ability to:
- perform simple measurements related to mechanics, thermologi and geometric optics;
- estimate the uncertainties associated with the measurements;
- apply the basic statistical tools to experimental data analysis;
- use the computer to plot and analyze data;
- test the compatibility between the measurements and a give model;
- describe a specific measurement in the form of a written report.
Lo studente dovrà dimostrare l'abilità di mettere in pratica criticamente le nozioni illustrate dal docente nel corso delle esperienze di laboratorio che verranno eseguite.
Sarà richiesta la stesura di relazioni di laboratorio settimanali (in gruppo) relative alle attività pratiche. L'esame finale consisterà in una parte pratica/scritta (una relazione individuale su un esperimento specifico) ed una parte orale.
The students must demonstrate the ability to put into practice and to execute, with critical awareness, the activities illustrated or carried out under the guidance of the teacher during the course.
The students are required to produce weekly laboratory reports (in groups) throughout the academic year. The final exam will consists of a practical/witten part (with an individual report on a specific experiment) and an oral part.
Oltre alle norme di base della convivenza civile in aula, gli studenti dovranno acquisire la capacità di utilizzare propriamente, e con cura, gli strumenti che hanno a disposizione in laboratorio, e dovranno contribuire attivamente al mantenimento dell'ordine sui banchi di lavoro e negli spazi dedicati in generale.
In addition to the common-sense rules in class, the students shall be able to use properly, and carefully, all the equipment in the lab. They will actively contribute to maintaing the order in the lab.
Per le attività pratiche gli studenti saranno divisi in gruppi di 20--30 persone sotto la costante supervisione del personale di laboratorio.
During the practical activities the students will be sub-divided in mid-size groups (20--30 persons) under the contanta supervision of the lab personnel.
I prerequisiti del corso sono costituiti essenzialmente dalla matematica delle scuole superiori:
- aritmetica ed algebra elementari;
- funzioni e grafici cartesiani;
- logaritmi, esponenziali, leggi di potenza, funzioni trigonometriche;
- sommatorie;
- element di calcolo infinitesimale: limiti, derivate, integrali.
The prerequisites of the course consist in the basic high-school-level math:
- arithmetics and algebra;
- functions and cartesian graphs;
- logarithms, exponentials, power laws, trigonometric functions;
- sums;
- basic calculus: limits, derivatives, integrals.
La didattica è di tipo frontale, e le attività includono:
- frequenza delle lezioni in aula;
- preparazione di relazioni scritte;
- lavoro di gruppo in laboratorio;
Delivery: face to face. Learning activities include:
- attending lectures
- preparation of oral/written report
- group work in the lab
Argomeniti del programma:
- misure, unità, incertezze;
- riduzione e rappresentazione dei dati: tabelle, grafici;
- teoria delle probabilità: distribuzioni discrete e continue, valori di aspettazioni, varianza ed rms;
- statistica elementare, stima dei parametri;
- metodi di fit, minimi quadrati, massima verosimiglianza;
- il teorema centrale del limite.
Esperienze svolte durante l'anno:
- misure di densità;
- pendolo semplice, pendolo smorzato, pendolo forzato, pendoli accoppiati;
- piano inclinato;
- momento di inerzia di un volano;
- conducibilità termica;
- lunghezze focali di lenti;
- indice di rigrazione dell'acqua e del plexiglass.
Topics:
- measurements, units, errors;
- data reduction and representation: tables, graphs, scatter plots;
- elementary probability theory, discrete and continuous distributions, expected value, variance and rms;
- elementary statistical theory, estimation of parameters;
- parameter fit, least squares, maximum likelihood ;
- the Central Limit Theorem;
Experiments performed during the Course:
- density of bodies;
- simple, damped, forced, coupled pendulums;
- inclined plane;
- moment of inertia of a wheel;
- thermal conductivity;
- focal length of lenses;
- index of refraction of plexiglass and water.
Le dispense del corso contengono tutto il materiale necessario per o studio, e sono liberamente reperibili a
https://bitbucket.org/lbaldini/statnotes/wiki/Home
Ulteriori risorse potenzialmente utili:
- Breve introduzione a Python ed al software in uso in laboratorio
- Vecchie dispense del corso di Laboratorio di Fisica 1
- Teoria degli errori e fondamenti di statistica, di Maurizio Loreti
- Methods of Statistical Data Analysis in High Energy Physics, di T. Del Prete (in Inglese)
- Dispense di ottica di S. Ciroi
The course syllabus is, for the vast majority, covered by the lecture notes (in Italian) freely available at
https://bitbucket.org/lbaldini/statnotes/wiki/Home
More useful resources (mainly in Italian):
- Breve introduzione a Python ed al software in uso in laboratorio
- Vecchie dispense del corso di Laboratorio di Fisica 1
- Teoria degli errori e fondamenti di statistica, di Maurizio Loreti
- Methods of Statistical Data Analysis in High Energy Physics, di T. Del Prete (in Inglese)
- Dispense di ottica di S. Ciroi
Da concordare con il docente.
To be negotiated with the teacher.
Prova pratica con relazione scritta individuale e prova orale.
La consegna dell'80% delle relazioni settimanali (in gruppo) durante l'anno è di norma un prerequisito per l'ammissione alla prova finale.
Practice with written report and oral examination.
80% of the weekly reports (in groups) are a prerequite to be admitted to the final exam.