89990 - ESPERIMENTAZIONI DI FISICA 1 (6 CFU)

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le basi per una corretta elaborazione statistica dei dati sperimentali. In particolare, è in grado di calcolare con i minimi quadrati e con il metodo della Massima Verosimiglianza i parametri di una relazione polinomiale. E' inoltre in grado di effettuare un test per la verifica delle ipotesi statistiche e di realizzare alcuni semplici esperimenti in laboratorio.

Contenuti

• Il procedimento di misura; il sistema internazionale di unità di misura; errori di misura, errori di risoluzione, sistematici e casuali; precisione ed accuratezza; descrizione statistica di campioni di dati, istogrammi e distribuzioni.

• Elementi di base di probabilità' e statistica; definizione assiomatica di probabilità',; teorema di Bayes; distribuzioni di probabilità' normale, uniforme, binomiale, di Poisson; momenti di una distribuzione;  valutazione statistica di dati astronomici (rapporto segnale-rumore);teorema del limite centrale.

• Propagazione degli errori; criterio di massima verosimiglianza e metodo dei minimi quadrati; statistica del X-quadro; statistica di Student ; criteri per il rigetto di dati spuri da un campione; metodi MonteCarlo; fondamenti sui test statistici.

• Esperimenti di laboratorio: contatore Geiger (statistica di Poisson)

• Laboratorio informatico: analisi statistica con R e Python; simulazione di numeri casuali; applicazione dei metodi MonteCarlo.

Testi/Bibliografia

P. Fornasini, “The uncertainty in physical measurements”, Springer.

J.R. Taylor, "Introduzione all'analisi degli errori, Zanichelli.

R. Piazza, “I capricci del caso”, Springer

Metodi didattici

L'insegnamento include presentazioni powerpoint e lezioni alla lavagna.

Il corso prevede la partecipazione obbligatoria ad alcune prove di laboratorio riguardanti esperimenti di  fisica di base. Per queste prove gli studenti saranno divisi in gruppi di 3-4 studenti ognuno. Inoltre il corso prevede lezioni nel laboratorio informatico, volte ad applicare le tecniche statistiche spiegate a lezione.


Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame prevede

  • presentazione di una relazione scritta per ogni gruppo che descriva l'attività' svolta durante le prove in laboratorio
  • prova individuale di informatica dove verra' richiesto di applicare alcune delle tecniche statistiche discusse durante le lezioni in laboratorio
  • esame orale sugli argomenti di statistica e probabilità' svolti a lezione e discussione degli elaborati delle prove

Strumenti a supporto della didattica

Presentazioni powerpoint e lavagna.


Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessio Mucciarelli