La multidisciplinarietà è un requisito fondamentale e riconosciuto agli ingegneri unità alla capacità di analisi dei fenomeni ed ai modelli che li governano. Tutti i settori produttivi industriali hanno bisogno di poter controllare il processo ed il prodotto. L’operazione di controllo passa attraverso la operazione di misura delle grandezze di interesse la migliore stima delle relative incertezze. Il laboratorio in generale è un momento in cui lo studente agisce mettendo in pratica i concetti teorici acquisiti, non solo durante le ore di teoria del corso stesso ma, applica tutte le risorse a sua disposizione. Si analizzano eventi fisici del mondo che li circonda e agli stessi si applicano modelli analitici “noti” al fine di definire una procedura di misurazione con gli strumenti a disposizione in laboratorio. In questo corso, gli studenti dovrebbero aspettarsi di incrementare il loro senso critico di osservazione del mondo che li circonda. Alcuni aspetti della conoscenza umana verranno analizzati dal punto di vista scientifico e tecnologico, per definire le procedure di misurazione ed ottenere le misure di alcune importanti grandezze fisiche.

- Capacità di analisi dei fenomeni fisici - Individuazione di modelli analitici - Definizione di procedure di misurazione - Identificare le fonti e relativa quantificazione delle incertezze in una procedura di misura - Applicare i metodi statistici al fine di ridurre l’intervallo di incertezza - Applicazione pratica delle conoscenze acquisite nell’analisi, nell’organizzazione e presentazione dei dati

Il Corso presuppone che gli studenti conoscano gli argomenti trattati nel corso di Analisi Matematica I, in particolare l'utilizzo del calcolo differenziale ed integrale. Sono inoltre necessarie nozioni di trigonometria e una conoscenza di base del calcolo vettoriale.

Introduzione In riferimento agli argomenti scientifici trattati verranno proposti dedicati laboratori da implementare in gruppi di lavoro. I laboratori offriranno la possibilità di applicare il metodo scientifico, progettando la misurazione di alcune grandezze, tenendo in considerazione le relative incertezze e curando la presentazione dei risultati ottenuti. Concetti e Convenzioni Introduzione del metodo scientifico, procedura di misura e le relative incertezze. Analisi della propagazione delle incertezze. Strumenti di misura e lettura. Rappresentazione Numerica della Misura. Incertezze e Misure Dirette – Indirette. Analisi dei Dati e loro rappresentazione grafica. Statistica e Teoria delle Incertezze Introduzione alla regressione lineare: il metodo dei minimi quadrati, la distribuzione gaussiana, la distribuzione di Student, binomiale e di Poisson. Oscillazioni Approfondimento sull’oscillatore armonico semplice, smorzato e forzato. Analisi del modello analitico. Laboratorio dedicato. Onde Introduzione ai fenomeni ondulatori: equazione delle onde piane, esempi di onde meccaniche, cenni sui fenomeni di interferenza. Laboratorio dedicato. Cinetica Molecolare Cenni di teoria cinetica dei gas. La pressione. Equazione di Kroenig-Clausius. La legge di distribuzione delle velocità di Maxwell-Boltzmann. Flusso delle molecole attraverso una superficie. Cammino libero medio. Laboratorio dedicato. Principi di Vuoto La proprietà di trasporto dei gas, portata Volumetrica e Conduttanza. Regimi di flusso e velocità di pompaggio. Sistemi per produzione e misura del grado di Vuoto. Laboratorio dedicato.

Il corso prevede lezioni dedicate all’approfondimento della teoria della misura e ad alcuni argomenti oggetto delle esperienze didattiche. Durante le esercitazioni verranno fornite le indicazioni propedeutiche alla realizzazione delle esercitazioni di laboratorio.

Appunti e slide rilasciate a lezione. Schede ed istruzioni per le esperienze di laboratorio. Giuseppe Ciullo, Introduzione al laboratorio di Fisica, Springer Italia 2014

Slides; Libro di testo; Esercitazioni di laboratorio; Strumenti di collaborazione tra studenti;

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo;

Exam: Compulsory oral exam; Group essay;

... Elaborato scritto prodotto in gruppo; gli studenti del corso verranno suddivisi in squadre ed ogni squadra sarà organizzata in gruppi di lavoro. Ogni gruppo svolgerà diverse esperienze di laboratorio in cui verranno implementati i set-up di misura per eseguire le operazioni di misura. Al termine di ogni esperienza ogni gruppo redige una relazione, tutte le relazioni consegnate saranno oggetto di valutazione e costituiscono condizione obbligatoria per poter sostenere l’esame orale. Prova orale obbligatoria; La prova orale consiste in una analisi critica delle scelte operate nella operazione di misurazione in una delle esperienze di laboratorio svolte durante il corso. E’ prevista ulteriore valutazione dell’apprendimento dei concetti teorici presentati durante il corso.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.