| Codice |
GP005468 |
| CFU |
6 |
| Docente responsabile |
Michele Pauluzzi |
| Docenti |
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| Ore |
- 62 Ore - Michele Pauluzzi
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| Attività |
Caratterizzante |
| Ambito |
Sperimentale e applicativo |
| Settore |
FIS/01 |
| Tipo insegnamento |
Obbligatorio (Required) |
| 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
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| 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
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| 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 erroriLe 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
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| 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.
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| Metodi didattici |
lezioni frontali per introduzione generale al corso e preparazione ai singoli esperimentiesperimenti pratici di laboratorio. Gli studenti saranno divisi in gruppi di 2-4 persone. Effettueranno 6-8 esperimenti della durata di 4-5 ore ciascuno.
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| Altre informazioni |
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| 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
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| 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 C1) Ottica geometrica cenni di teoria sull'ottica delle lenti misura della focale di una lente C2) Ottica fisica Misura del passo del reticolo di diffrazione Misura dell'angolo di Brewster 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: - Misura della distanza focale di una lente. - Misura dell'indice di rifrazione di solidi e di liquidi. - Misure di diffrazione e di interferenza.
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| Codice |
GP005469 |
| CFU |
7 |
| Docente responsabile |
Igor Neri |
| Docenti |
- Igor Neri
- Emanuele Fiandrini (Codocenza)
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| Ore |
- 67 Ore - Igor Neri
- 7 Ore (Codocenza) - Emanuele Fiandrini
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| Attività |
Caratterizzante |
| Ambito |
Sperimentale e applicativo |
| Settore |
FIS/01 |
| Tipo insegnamento |
Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento |
ITALIANO |
| Contenuti |
Elementi di teoria dei segnali; Introduzione ai sistemi digitali e di acquisizione dati; Elementi di elettronica analogica e digitale. |
| Testi di riferimento |
Slides fornite dal docente; Per approfondimenti: Microelectronics (J. Millman); Teoria dei segnali (M. Luise, G. M. Vitetta) |
| Obiettivi formativi |
Obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi e le tecniche per affrontare lo studio di sistemi analogici e digitali complessi e delle loro prestazioni in termini di costo, velocita`, consumo di potenza, efficienza, resistenza a rumore o disturbi esterni, e la loro progettazione in funzione della soluzione di semplici problemi fisici. Gli studenti saranno inoltre in grado di programmare in linguaggio HDL semplici sistemi logici o macchine a stati finiti. |
| Prerequisiti |
I contenuti del corso Laboratorio II - Modulo 1 sono considerati altamente propedeutici ai fini di comprendere ed assimilare gli argomenti trattati in questo corso. In aggiunta a questo, per i medesimi fini, e` consigliata una preparazione di base nei seguenti argomenti: Calcolo discreto (serie numeriche); Calcolo infinitesimale (limiti, derivazione, integrazione); Elettromagnetismo classico; Elettronica elementare; Elementi di base di programmazione; Elementi di base di statistica e tecniche di analisi dati. |
| Metodi didattici |
Il corso prevede: 14 ore di lezione frontale, in cui saranno affrontati gli elementi teorici del programma ed introdotte le esperienze di laboratorio. 60 ore di esercitazioni in laboratorio divise in sessioni di 5 ore ciascuna. Durante le esercitazioni, gli studenti saranno divisi in gruppi di lavoro indicativamente composti da 3 componenti e dovranno affrontare e risolvere preferibilmente in maniera assistita un problema fornito dal docente, anche in piu` sessioni di laboratorio, utilizzando dispositivi hardware e software specializzati. Per ogni argomento affrontato nelle esercitazioni, e` richiesta da parte del gruppo di lavoro la stesura di un documento tecnico che riporti i dettagli del problema, delle metodologie, dell'analisi dati e dei risultati ottenuti. I documenti tecnici verranno valutati e discussi in sede d'esame. |
| Altre informazioni |
La frequenza delle attivita` in laboratorio e` obbligatoria per almeno il 70% delle attivita` complessive |
| Modalità di verifica dell'apprendimento |
L'esame prevede una prova orale finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti indicati nel programma. E` prevista all'inizio dell'esame l'esposizione di un elaborato tecnico prodotto in modo autonomo o in gruppo dallo studente su una delle esperienze pratiche effettuate in laboratorio. Saranno valutate le capacita` di sintesi e di organizzazione autonoma dell'esposizione del problema e delle metodologie applicate, nonche´ la capacita` di contestualizzare lo studio del problema proposto all'interno dei contenuti teorici introdotti nelle lezioni con opportuna proprieta` di linguaggio. |
| Programma esteso |
Concetti di segnale e rumore. Introduzione a semplici sistemi di acquisizione dati. Trigger. Conversione analogico/digitale. Cenni su semiconduttori, giunzioni p-n, transistors. Amplificatori operazionali, semplici montaggi e circuiti. Porte logiche, algebra booleana, aritmetica binaria. Famiglie logiche. Sistemi digitali; Field Programmable Gate Arrays; cenni di programmazione HDL. Segnali periodici e aperiodici. Sviluppo in serie di Fourier. Equazioni di analisi e sintesi. Spettro di ampiezza e fase di un segnale. Spettro di potenza di un segnale. Teorema di Parseval. Banda e durata di un segnale. Filtri in frequenza. Segnali a tempo discreto. Teorema di Nyquist. Aliasing. Introduzione a dispositivi utilizzati nelle esperienze di laboratorio. Introduzione all'utilizzo del software Labview. |
