Insegnamento LABORATORIO DI ELETTROMAGNETISMO E OTTICA
| Nome del corso di laurea | Fisica |
|---|---|
| Codice insegnamento | A001103 |
| Sede | PERUGIA |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Michele Pauluzzi |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2022 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Sperimentale e applicativo |
| Settore | FIS/01 |
| Anno | 2 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| 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. |