- Oggetto:
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LFS- Laboratorio di Fisica Sperimentale
- Oggetto:
Laboratory of Experimental Physics
- Oggetto:
Anno accademico 2015/2016
- Codice dell'attività didattica
- MFN1678
- Docenti
- Prof. Ermanno Vercellin (Titolare del corso)
Prof. Daniela Marocchi (Titolare del corso) - Corso di studi
- Laurea Magistrale in Matematica (D.M. 270)
- Anno
- 1° anno 2° anno
- Periodo didattico
- Primo semestre
- Tipologia
- D.M. 270 TAF C - Affine o integrativo
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/01 - fisica sperimentale
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
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Non ci sono prerequisiti richiesti, ma è sicuramente utile un ripasso dei principali argomenti di fisica classica connessi alle esperienze che verranno svolte in laboratoriono prerequisites are needed, but is usefull to know the classic physics arguments relative to laboratory experiments
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Comprensione del carattere sperimentale della Fisica e della sua metodologia. Apprendimento dei metodi per la trattazione dei dati sperimentali, valutazione degli errori di misura per misure dirette ed indirette e verifica empirica di dipendenza funzionale tra due osservabili fisiche. Capacità di effettuare semplici misure di laboratorio nell’ambito della Fisica Classica (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica), di elaborare i dati ottenuti e di stendere la relativa relazione.INDICATORI DI DUBLINO (in riferimento al Regolamento Didattico di Ateneo, descrittori europei del titolo di studio- "descrittori di Dublino", http://www.study-in-italy.it/php4/scheda_corso.php?ambiente=googol&anno=2009&corso=1214981):
Conoscenza e comprensione Il corso, rivisitando argomenti di fisica di base per presentarne poi la verifica sperimentale, permette di conoscere meglio il metodo scientifico (obiettivo 4). Inoltre la necessità di analizzare i dati sperimentali rafforza le competenze computazionali e informatiche (obiettivo 6); le esperienze vengono introdotte e svolte in un contesto che favorisca l'applicazione di conoscenze sistematiche sui processi di insegnamento e di apprendimento (obiettivo 7)
Capacità di applicare conoscenza e comprensione L'attività di laboratorio permette di imparare ad affrontare i problemi in nuovi contesti (obiettivo 1) e di comprendere nuovi problemi riconoscendone gli aspetti essenziali (obiettivo 2); permette inoltre di progettare studi sperimentali e di analizzarne i risultati (obiettivo 7) e di e di trasferire le abilità matematiche in contesti non-matematici (obiettivo 8);
Autonomia di giudizio (making judgements) Le attività di laboratorio,comprensive di analisi e critica dei risultati ottenuti, permettono agli studenti di costruire e sviluppare argomentazioni logiche con una chiara identificazione del ruolo delle ipotesi e della potenzialita` delle conclusioni (obiettivo 1) e li rende in grado di riconoscere dimostrazioni corrette e di individuare ragionamenti errati o incompleti, eventualmente correggendoli o completandoli (obiettivo 2); sviluppano altresì esperienza di lavoro di gruppo, pur sapendo anche lavorare autonomamente (obiettivo 6) sono in grado di lavorare con ampia autonomia, anche assumendo responsabilità organizzative (obiettivo 7).
Abilità comunicative la necessità di scrivere la relazione dell'attività svolta, discutendo i risultati raggiunti, sviluppa la capacità di argomentare e di trarre conclusioni con chiarezza e accuratezza, con formulazioni consone al pubblico cui si rivolgono, sia esso composto da studenti o da colleghi, sia in forma scritta che orale (obiettivo 1) e di relazionare in forma scritta e orale su risultati ottenuti in modo autonomo (obiettivo 2)
Capacità di apprendimento l'attività di laboratorio, svolta anche in gruppo e con la necessità di adattarsi alle problematiche sperimentali, sviluppa una mentalità flessibile che favorisce l'inserimento negli ambienti di lavoro, adattandosi facilmente a nuove problematiche (obiettivo 1)
Understanding of the experimental nature of physics and its methodology. Learning methods for the treatment of experimental data, evaluation of measurement errors for direct and indirect measures and empirical verification of functional dependence between two physical observables. Ability to perform simple laboratory measurements as part of Classical Physics (mechanics, thermodynamics, electromagnetism, optics), to process the data obtained and to spread its report.
INDICATORS DUBLIN (in reference to the Academic Regulations, descriptors European qualification studio- "Dublin descriptors", http://www.study-in-italy.it/php4/scheda_corso.php?ambiente=googol&anno=2009&corso = 1214981):
Knowledge and understanding The course, revisiting topics of basic physics to submit then the experimental verification, allows better understanding of the scientific method (goal 4). The need to analyze the experimental data reinforces skills computational and information (objective 6); experiences are introduced and carried out in an environment that encourages the application of systematic knowledge on the processes of teaching and learning (goal 7)
Applying knowledge and understanding of the lab, you learn to deal with problems in new contexts (Objective 1) and to understand new problems recognizing the essential aspects (objective 2); also allows you to design experimental studies and to analyze the results (goal 7) and to transfer and math skills in non-mathematical (Goal 8);
Making judgments (Making judgments) Laboratory activities, including analysis and criticism of the results, allow students to build and develop logical arguments with clear identification of the role of the assumptions and conclusions of potentiality (goal 1) and them it can recognize and identify demonstrations correct reasoning wrong or incomplete, possibly by correcting or supplementing them (objective 2); develop also experience teamwork, knowing also work independently (goal 6) are able to work autonomously, also taking on organizational responsibilities (goal 7).
Communication skills the need to write a report of the activity, discussing the results, developing the ability to argue and draw conclusions with clarity and accuracy, with formulations appropriate to intended audiences, it is made up of students or colleagues, both in writing and orally (Objective 1) and to report in writing and orally on the results obtained independently (objective 2)
Learning skills laboratory activities, carried out in groups and with the need to adapt to the experimental problems, develop a flexible mindset that favors the inclusion in the workplace, adapting easily to new problems (objective 1)- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Al termine del corso gli studenti dovranno:- saper effettuare semplici misure di Fisica,
- saper trattare i dati raccolti,
- saper redigere una relazione di laboratorio.
L'insegnamento è particolarmente indicato per gli studenti del percorso storico- didattico, ma può essere utile anche agli studenti degli altri percorsi
At the end of the course students need:- to understand the operational mode of laboratory instrumentation typically used in elementary physical measurements
- and statistical methods for the analysis of experimental data
- Furthermore, the need to analyze experimental data and to draw up a lab report
This course is very important in particular for the students of storical-didactic curriculum, but it can be useful also for the students of different curricula
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Modalità di insegnamento
L'insegnamento è strutturato con:- 30 ore di lezioni frontali
- 18 ore di esperienze di laboratorio, per le quali è prevista la frequenza obbligatoria.
The course is structured with:- 30 hours of in class lessons
- 18 hours of experimental laboratory. For this part frequency is obligatory
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
la verifica della capacita' di applicare le tecniche apprese si basa sulla discussione delle relazioni di laboratorio presentate dal candidato.Questa discussione costituisce il punto di partenza per una ulteriore verifica delle conoscenze acquisite relativamente a tutto il programma del corso.
L'esame è orale e prevede un voto in trentesimi. le relazioni vanno consegnate almeno 10 giorni prima dell'appello
Learning is verified through the preparation of the report of an experience of the laboratory, its oral discussion, the verification of knowledge of the physics of the experiences carried out and of the theoretical content of the methods of data analysis presented during the lecturesExamination is oral. Reports must be delivered almost 10 days before the date stated for the exam
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Programma
Lezioni in aula
Il metodo sperimentale: confronto teoria-esperimento. Errori sistematici ed errori casuali.
Valutazione dell’errore casuale nel caso di una singola misura. Variabili stocastiche,
misure ripetute e valor medio empirico. Valutazione dell’errore nel caso di poche misure e di molte misure: distribuzione gaussiana e sue proprietà, distribuzione della variabile valor medio empirico.
Significato statistico dell’errore; cifre significative.
Test di confronto fra valore sperimentale e valore atteso e test di compatibilità fra misure sperimentali diverse nel caso di campioni piccoli e grandi.
Correlazione fra grandezze fisiche e verifica dell’esistenza di una dipendenza funzionale: metodo dei minimi quadrati e test del Chi-quadro.
Esercitazioni in laboratorio
Misure di grandezze fisiche e realizzazione di esperimenti di fisica classica con trattazione dei dati raccolti.
Physics as an experimental science: comparison between experimental results and theoretical predictions. Systematics and statistical errors. Error in case of a single measurement. Stochastic variables, measurements performed several times, mean value and calculation of the uncertainty.
Tests of compatibility between experimental and expected values and between results obtained in different measurements. Correlation between physical quantities and related methods: least squares and Chi-square test.
Laboratory measurements and experiments (mechanics, thermodynamics, electromagnetism).
Testi consigliati e bibliografia
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- Taylor – Introduzione alla teoria dell’errore - ZanichelliTaylor – Introduzione alla teoria dell’errore - Zanichelli
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Orario lezioni
Giorni Ore Aula - Oggetto:
Note
LFS- LABORATORIO DI FISICA SPERIMENTALE, MFN1678 (DM 270) , 6 CFU: 6 CFU, FIS/01, TAF C (affine/integrativa), Ambito attività formative affini o integrative.
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