Laboratorio Di Fisica 2 2017/2018

Discussione dei metodi statistici per trattamento dei dati ed analisi degli errori.

1. Errori di misura ed incertezze sperimentali.

a. Inevitabilità dell'incertezza in una misura sperimentale. Stima delle incertezze: nella lettura della scala di uno strumento di misura, nella ripetizione di una misura. Migliore stima di una grandezza. Cifre significative. Confronto tra misure. Incertezze relative.

b. Propagazione delle incertezze sperimentali. Misurazione diretta e valutazione indiretta di grandezze fisiche. Propagazione degli errori per misure affette da incertezze casuali ed indipendenti. Propagazione degli errori massimi.

2. Analisi statistica dei dati sperimentali.

a. Errori casuali ed errori sistematici. Media e deviazione standard. Deviazione standard per una singola misura. Deviazione standard della media.

b. La distribuzione di Gauss. Istogrammi e distribuzioni. Distribuzioni limite. La distribuzione normale. Deviazione standard e limite di confidenza. Il valor medio come miglior stima della misura di una grandezza. Deviazione standard della media.

c. Rigetto dei dati sperimentali. Criterio di Chauvenet.

d. La media pesata. Il problema della combinazione di misure diverse per una stessa grandezza.

e. Il metodo dei minimi quadrati. Analisi della dipendenza lineare di dati sperimentali in un grafico: y=A+Bx. Valutazione dei coefficienti A e B della retta, e della loro incertezza. Minimi quadrati pesati.

f.  Covarianza e correlazione. Nuove considerazioni sulla propagazione degli errori. Il coefficiente di correlazione lineare r di Pearson.

Libro di testo:  J. R. Taylor, Introduzione all’analisi degli errori, Bologna, Zanichelli, 1986;

Programma Laboratorio di Fisica 2

• Corrente continua, considerazioni generali. Generatori ideali di tensione e corrente.
• Cenni di teoria dei circuiti in corrente continua
• Legge di Ohm
• Principi di Kirchhoff
• Teorema di sovrapposizione
• Circuiti equivalenti
• Teoremi di Thevenin e Norton
• Trasferimento di potenza da un generatore ad un carico
• Elementi reali di circuito elettrico
• Generatori reali
• Misure di intensità di corrente e di tensione elettrica. L’amperometro e il voltmetro
• Misure di resistenza con amperometro e voltmetro. Il ponte di Wheatstone
• Reti elettriche in regime sinusoidale, generalità
• Rappresentazione simbolica di una grandezza sinusoidale: derivata e integrale
• Relazione tra tensione e corrente in corrente alternata. Elementi passivi ideali.
• Principi di Kirchhoff in AC.
• Impedenza e impedenza equivalente in una rete passiva.
• Risoluzioni di circuiti. Funzione di trasferimento (attenuazione) di una rete passiva.
• Circuiti RC, CR, LR, RL. Filtri passa-alto e passa-basso.
• Circuiti passabanda passivi RCCR
• Circuiti derivatori e integratori in regime sinusoidale e con ingresso di tipo particolare.
• Circuito oscillante RLC e parallelo con l’oscillatore armonico forzato.
• Linea di trasmissione e impedenza di una rete infinita.
• Principi di Huygens e di Fermat
• Legge di Snell, riflessione totale. Il prisma e il potere dispersivo.
• La polarizzazione. Riflessione e rifrazione di luce polarizzata. L’angolo di Brewster.
• Interferenza prodotta da due fenditure. Esperienza di Young.
• Diffrazione da una fenditura e reticolo di diffrazione.