Insegnamento LABORATORIO DI ELETTROMAGNETISMO E OTTICA

Corso
Fisica
Codice insegnamento
A001103
Sede
PERUGIA
Curriculum
Comune a tutti i curricula
Docente
Michele Pauluzzi
Docenti
  • Michele Pauluzzi
  • Giovanni Carlotti (Codocenza)
Ore
  • 43 ore - Michele Pauluzzi
  • 19 ore (Codocenza) - Giovanni Carlotti
CFU
6
Regolamento
Coorte 2022
Erogato
2023/24
Attività
Caratterizzante
Ambito
Sperimentale e applicativo
Settore
FIS/01
Tipo insegnamento
Obbligatorio (Required)
Tipo attività
Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento
Italiano
Contenuti
ESPERIMENTI DI FISICA IN LABORATORIO PER UNA MIGLIORE COMPRENSIONE DELLA TEORIA; METODOLOGIE PER LA CONDUZIONE DI UN ESPERIMENTO, L' ANALISI DEI DATI E LA TRATTAZIONE DEGLI ERRORI. BREVI INTRODUZIONI TEORICHE AGLI ESPERIMENTI STESSI
Testi di riferimento
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci: Fisica, Vol. II; EdiSES.

J. A. Edminister: Circuiti Elettrici; Schaum

J.R. Taylor: Introduzione all'analisi degli errori; Zanichelli, Bologna

Young: Elaborazione statistica dei dati sperimentali; Veschi Editore
Obiettivi formativi
Obiettivo del corso è l'effettuazione di esperimenti di laboratorio tesi ad ottenere:
-una migliore comprensione degli argomenti teorici di fisica trattati
-la metodologia di conduzione di un esperimento
-l'approfondimento dell'analisi dei dati e della trattazione degli errori

Le principali abilità da acquisire saranno:
-lo sviluppo di un metodo generale per affrontare una qualunque problematica sperimentale anche nuova
-la capacità di affrontare in modo al tempo stesso rigoroso e flessibile la trattazione degli errori sperimentali
-sapersi muovere correttamente in un laboratorio scientifico
Prerequisiti
Al fine di comprendere e saper applicare la maggior parte delle tecniche descritte nell'insegnamento, è necessario aver sostenuto con successo l'esame di Laboratorio I. È inoltre utile aver frequentato i corsi di analisi matematica I e di fisica II, nonchè possibilmente aver superato con successo i relativi esami.
Metodi didattici
Lezioni frontali per introduzione generale al corso e preparazione ai singoli esperimenti. Esperimenti pratici di laboratorio. Gli studenti saranno divisi in gruppi di 2-4 persone. Effettueranno 6-8 esperimenti della durata di 4-5 ore ciascuno.

Oltre all'esecuzione pratica degli esperimenti in laboratorio, gli studenti useranno un software gratuito per la simulazione dei segnali nei circuiti elettrici utilizzati nell'esperimento
Altre informazioni
Il ricevimento per gli studenti è concordato su richiesta dello studente via email o al termine delle lezioni.
Il ricevimento può essere in presenza o in Teams.

Studenti con disabilità o DSA che abbiano particolari necessità in relazione alle lezioni e/o agli esami, devono contattare il professore con congruo anticipo.
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame prevede una prova orale ed un'eventuale prova pratica.La prova orale consiste in un colloquio di circa 20-30 minuti, nel corso del quale vengono discusse le relazioni presentate sugli esperimenti eseguiti in gruppo in laboratorio nel corso dell'anno, compresi gli argomenti di fisica e di statistica necessari all'esecuzione degli esperimenti stessi, con particolare attenzione alla trattazione degli errori sperimentali.La prova è finalizzata alla valutazione della comprensione delle metodologie sperimentali e della capacità di applicare queste metodologie in situazioni sperimentali differenti.La prova pratica successiva è a discrezione del docente, nel caso ne ravvisi la necessità durante la discussione della parte orale. Lo studente deve affrontare singolarmente un esperimento pratico equivalente a quelli effettuati durante il corso e scrivere contestualmente una relazione sullo stesso. La durata della prova pratica è di circa 3-4 ore. Lo scopo della prova pratica è di verificare le capacità sperimentali dello studente, la sua conoscenza del metodo sperimentale e la capacità di applicarlo in una situazione nuova.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso
A) INTRODUZIONE
A1) Statistica
Ripasso della statistica. Trattazione e tipologia degli errori sperimentali. Trattazione di dati anomali. Applicazioni pratiche
A2) Metologia sperimentale. Schema di conduzione di un esperimento
B) ELETTROMAGNETISMO.
B1) Misure in CC Strumentazione per misure: voltmetro, amperometro, ohmetro, multimetri; funzionamento, utilizzo, idealità. Misurazione di resistenze: ohmetro, metodo volt-amperometrico, ponte di Wheatstone.
Verifica dei principi di Kirchoff, verifica del teorema di Thevenin.
B2) Oscilloscopio.
Funzionamento ed utilizzo dell'oscilloscopio. Misure in CC e in AC. Componente continua di un segnale. Confronto con altri strumenti di misura.
B3) Diodo.
Teoria del diodo. Curva caratteristica del diodo. Circuiti con diodi.
B4) Misure in CA.
Elementi circuitali. Impedenza - Metodo dei vettori rotanti. Misure in CA. Misura della capacità di un condensatore. Circuiti con condensatori (filtri etc).
C) OTTICA
Richiamo di ottica fisica, riflessione, rifrazione, dispersione, interferenza e diffrazione. Vari tipi di spettrometri basati su prisma, reticolo di diffrazione, interferometro di Michelson. Potere risolutivo e misura di doppietti di righe di emissione. Cenni all'ottica nei mezzi anisotropi. Polarizzatori a cristallo e lamine di ritardo. Introduzione alle sorgenti ottiche (lampade a filamento ed a scarica, LED, Laser) ed ai rivelatori ottici (fotomoltiplicatori, fotodiodi e fotoconduttori).

Il corso prevede alcune tra le seguenti misure:
- Misure di grandezze elettriche: utilizzo di strumenti di misura (voltmetri, amperometri, ohmetri, oscilloscopi...)
- misure di grandezze elettriche in CC;
- misura di resistenze con metodo voltamperometrico e/o con ponte di Wheatstone;
- verifica delle leggi di Kirchoff; - verifica del teorema di Thevenin;
- misure di grandezze elettriche in AC;
- studio di circuiti RC o RL o RCL: studio della risposta in frequenza (attenuazioni, sfasamenti, risonanza, banda passante....);
- studio della curva caratteristica di un diodo al silicio ed applicazioni.
- Misure di ottica, relative a riflessione e rifrazione, dispersione, interferenza e diffrazione.
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