ECTS - University of Pisa
Al completamento del corso, gli studenti e le studentesse avranno acquisito conoscenze finalizzate a progettare, realizzare e comprendere esperimenti di base di elettricità, elettromagnetismo, ottica. In particolare saranno capaci di: 1. Modellare, comprendere e analizzare il comportamento di circuiti elettrici con resistenze, condensatori, induttori e bobine, diodi e transistor bipolari, sia in continua che in alternata; 2. Utilizzare abilità e conoscenze tecniche nencessarie per l'uso di una vasta gamma di strumentazione elettronica, tra cui multimetri, convertitori analogico/digitali, oscilloscopi, generatori di funzioni e di tensione, per l'impiego di software di analisi dati, per la realizzazione di sistemi di acquisizione dati automatizzata; 3. Ideare, realizzare, e interpretare semplici esperimenti di ottica di polarizzazione, interferenza e diffrazione; 4. Esercitare le proprie capacità critiche per valutare semplici modelli fisici, analizzare dati e compararli con le attese usando approcci di manipolazione statistica dei dati.
At the successful completion of the course, the student will own the ability to design, carry out, understand basic experiments involving electricity, electromagnetism and optics. In particular, he/she will be able to: 1. Model, understand and analyze the behavior of electric circuits comprising of resistors, capacitors, inductances and coils, diodes and bipolar transistors, in the steady state and alternate regimes; 2. Acquire the technical skills needed to use a range of electronic instrumentation such as, oscilloscopes, function and voltage generators, as well as software tools for basic data manipulation and analysis and computer-controlled data acquisition; 3. Conceive, realize and interpret simple experiments in polarization, interferential and diffraction optics; 4. Exercise his/her critical abilities in assessing the validity of simple physical models, in analyzing data and critically compare them with the expectations by using statistical data manipulation approaches.
Gli studenti e le studentesse saranno valutati in relazione alle conoscenze acquisite nel corso. Durante la prova pratica di laboratorio dimostreranno la capacità di realizzare un semplice esperimento, di svolgere le misure, acquisire dati e interpretarli criticamente. Nella prova orale discuteranno gli argomenti e aspetti generali coinvolti nell'esperienza pratica, contestualizzandoli nell'ambito dell'elettricità, elettromagnetismo, ottica, mettendo a frutto le proprie conoscenze per sviluppare e usare modelli fisici, mettendo in luce applicabilità e limitazioni.
Metodi di verifica:
Informazioni aggiuntive:
le verifica delle varie conoscenze richiesta per il superamento dell'esame finale non si basa su pesi predefiniti, ma gli studenti e le studentesse devono superare la prova pratica per essere ammessi all'esame orale. Studenti e studentesse sono anche incoraggiati a partecipare attivamente alle frequenti discussioni in classe previste nel corso e nelle sessioni pratiche. La soluzione di esercizi pratici e la preparazione di relazioni di gruppo periodiche sono anche incluse nelle modalità di verifica delle conoscenze.
The student will be assessed on his/her skills against the expected outcomes of the course. During the practical (laboratory) test he/she will demonstrate the ability to setup a simple experiment, to carry out the measurements and acquire the relevant data, and critically interpret them. In the oral test he/she will discuss the fundamental background knowledge involved in the experiment and in the general contents of the course, will show his/her competence in devising and handling physical models and in critically evaluating their applicability and limitations.
Methods:
Further information:
There is no predefined weighting in the final evaluation, but students must successfully complete their final laboratory demonstration prior to the oral test. Students are also encouraged to a pro-active participation in the discussions during the classroom lectures and the practical (laboratory) activities. The solution of practical exercise and the preparation of group periodical written reports are also included among the student duties.
Il corso prevede l'acquisizione delle seguenti capacità principali:
The following main capabilities will be acquired by the students:
La modalità di verifica delle conoscenze e delle capacità prevede lo svolgimento di una prova pratica e di una prova orale, oltre alla consegna di un numero di relazioni e di esercizi obbligatori predefinito a inizo anno (una relazione e un esercizio obbligatorio) e alla frequenza di un numero predefinito di esercitazioni pratiche (15/18). Informazioni aggiornate sulle modalità di esame sono disponibili alla pagina http://www.df.unipi.it/~fuso/dida/mod_esame_lab2_16_17.pdf
The assessment of the students' ablities foresees a practical and an oral test, as well as the preparation of reports and exercises in a number predefined at the beginning of the year (one report and one exercise) and the participation in a predefined number (15/18) of practical exercises. Updated information are available at http://www.df.unipi.it/~fuso/dida/mod_esame_lab2_16_17.pdf
Il corso prevede lo svolgimento di esercitazioni pratiche in laboratorio didattico, che richiedono l'acquisizione delle necessarie norme di comportamento (manualità nella realizzazione di setup sperimentali e nell'acquisizione di misure, prevenzione dei rischi, abilità di self-assessment, etc.).
The course foresees participation in laboratory practice sessions, where the student will learn the necessary conduct (manual skills, risk and safety, self-assessment abilities, etc.).
I comportamenti sono verificati nel corso delle esercitazioni pratiche in laboratorio didattico.
The conduct is assessed during the practical exercises in the practice lab.
Abilità nell’eseguire misure secondo il metodo scientifico e nel trattamento e rappresentazione dei dati; concetti di incertezza del dato sperimentale, errori strumentali e stocastici, propagazione dell’errore; metodi di interpolazione e best-fit; uso di software per la rappresentazione e l’analisi dei dati (contenuti tipici dei corsi di Laboratorio di Fisica I).
Abilities in taking measurements according to the scientific method and in the data reduction and representation; concepts of uncertainty, sistematic and stochastic errors, error propagation; interpolation and best-fit methods; use of data analysis softwares (typical content of Laboratorio di Fisica I).
La frequenza del corso di Fisica Generale II può essere consigliata, ma non è indispensabile.
Attendance of the Fisica Generale II course can help the students, but it is not necessary for completing the course.
Consigliato per gli ulteriori corsi di laboratorio.
Suggested for further practice courses.
Lezioni frontali, frequenza dei laboratori pratici (circa un pomeriggio a settimana per l'intero anno accademico) con svolgimento di semplici esperimenti in piccoli gruppi (due unità), preparazione di relazioni, svolgimento di esercizi.
Delivery: face to face
Learning activities:
Attendance: Mandatory
Teaching methods:
Programma di massima del corso:
Il programma dettagliato del corso, con indicazione dei contenuti, è disponibile alla pagina http://www.df.unipi.it/~fuso/dida/prog_lab_16_17_v1.pdf
General programme:
The detailed programme is available at http://www.df.unipi.it/~fuso/dida/prog_lab_16_17_v1.pdf
Reminders of electricity, current, Ohm’s law in micro- and macroscopic terms. Resistors and capacitors and their behavior in DC and AC: filters, derivators, integrators. Reminders of magnetism, coils, inductance. Symbolic method in the complex plane for the solution of RLC circuits upon sinusoidal forcing: RL filters, damping, forced oscillators, resonance, anti-resonance, notch filters. Short introduction to solid-state electronics: semiconductors, doping, p-n junctions. Diodes, characteristic curve, dynamical resistance and applications. Short description of the bipolar transistor: current and voltage amplification. Magnetic fields and their measurement. “Hopkinson’s law” and reluctance. Mutual inductance, transformers, voltage, current and power ratio. Behavior of magnetic materials: eddy currents, hysteresis loop. Electromagnetism and optics: basic properties of laser sources, polarization and polarizers, Brewster’s angle. Interference and diffraction from slits and gratings.
La lettura di testi di Fisica Generale è consigliata per l'acquisizione di un utile background di conoscenze.
Materiale utile per la preparazione all’esame (numerose note esplicative e di approfondimento su concetti, tecniche ed esperienze pratiche, manuali della strumentazione, slides dell’a.a. 2011/12 preparate dalla Prof.ssa Laura Andreozzi, etc.) sono reperibili nel sito del docente (http://www.df.unipi.it/~fuso/dida). Il materiale didattico viene continuamente aggiunto nella pagina web secondo le necessità del corso.
The reading of any textbook on classical electromagnetism (general physics) is advised to set and reinforce the background of knowledge required for modeling and understanding the physical phenomena involved in the practice experiments. Specific and continuously updated material pertaining to the practical activity of the course is published on the web and available on the lecturer’s site (http://www.df.unipi.it/~fuso/dida). When needed, further bibliographical information will be provided to the students via the web.
Il corso prevede la frequenza obbligatoria alle esercitazioni pratiche (almeno 15 esercitazioni pratiche su un totale di 18). Eventuali studenti non frequentanti devono contattare il docente allo scopo di determinare le modalità di fruizione.
The course foresees the mandatory participation in practical exercises (at least 15 exercises over a total of 18). Non-attending students are required to preliminarly contact the lecturer in order to deploy suitable participation methods.
La modalità di verifica delle conoscenze e delle capacità prevede lo svolgimento di una prova pratica e di una prova orale, oltre alla consegna di un numero predefinito di relazioni e esercizi (una relazione e un esercizio) e la frequenza di un numero minimo predefinito di sessioni pratiche pomeridiane (15/18). Informazioni dettagliate sulle modalità di esame sono disponibili alla pagina http://www.df.unipi.it/~fuso/dida/mod_esame_lab2_16_17.pdf
The exam is broken into a practical and an oral part, and requires the previous preparation of reports and exercises in a predefined number (one report and one exercise) and the participation in a minimum predefined number (15/18) of practice exercises during the year. Detailed information are avaliable at http://www.df.unipi.it/~fuso/dida/mod_esame_lab2_16_17.pdf
Il corso prevede la frequenza dei laboratori didattici.
Attendance of practice lab is foreseen.
Per ogni ulteriore informazione eventualmente non reperibile nella pagina web http://www.df.unipi.it/~fuso/dida contattare il docente.
For any further info not available at the web page http://www.df.unipi.it/~fuso/dida , please contact the lecturer.
