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Laboratorio di fisica
04BKTOD, 04BKTXZ
A.A. 2025/26
Lingua dell'insegnamento
Italiano
Corsi di studio
Corso di Laurea in Ingegneria Fisica - Torino
Organizzazione dell'insegnamento
| Didattica | Ore |
|---|---|
| Lezioni | 30 |
| Esercitazioni in aula | 15 |
| Esercitazioni in laboratorio | 15 |
Docenti
| Docente | Qualifica | Settore | h.Lez | h.Es | h.Lab | h.Tut | Anni incarico |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Scaltrito Luciano | Professore Ordinario | IINF-01/A | 25,5 | 0 | 15 | 0 | 6 |
Collaboratori
Didattica
| SSD | CFU | Attivita' formative | Ambiti disciplinari | FIS/03 | 6 | A - Di base | Fisica e chimica |
|---|
2025/26
La multidisciplinarietà è un requisito fondamentale e riconosciuto agli ingegneri unita 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.
Multidisciplinarity is a fundamental requisite and recognized to engineers together with the ability to analyze phenomena and the models that govern them. All industrial production sectors need to be able to control the process and the product. The control operation passes through the measurement of the quantities of interest the best estimate of the relative uncertainties.
The laboratory in general is a moment in which the student acts by putting into practice the theoretical concepts acquired, not only during the theory hours of the course itself but, applies all the resources at his disposal. Physical events in the world around them are analyzed and “known” analytical models are applied to them in order to define a measurement procedure with the instruments available in the laboratory.
In this course, students should expect to increase their critical sense of observation of the world around them.
Some aspects of human knowledge will be analyzed from a scientific and technological point of view, to define the measurement procedures and obtain the measurements of some important physical quantities.
- 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
- Capacità di analisi dei fenomeni fisici, individuazione di un modello analitico e definizione di una procedura di misurazione.
- Applicazione pratica delle conoscenze acquisite (capacità applicare i concetti di incertezza della misura; analisi, organizzazione e presentazione dei dati).
L'insegnamento 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.
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.
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. Distribuzione del Chi-quadro e test statistici
Oscillazioni
Approfondimento sull’oscillatore armonico semplice, smorzato e forzato. Analisi del modello analitico.
Onde
Introduzione ai fenomeni ondulatori: equazione delle onde piane, esempi di onde meccaniche, cenni sui fenomeni di interferenza.
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.
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.
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.
L'insegnamento 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.
Il corso prevede lezioni dedicate all'approfondimento della teoria della misura ed alcuni argomenti oggetto delle esperienze didattica. 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.
John R. Taylor, Introduzione all’analisi degli errori, terza edizione (Lo studio delle incertezze nelle misure fisiche), Zanichelli 2023
Giuseppe Ciullo, Introduzione al laboratorio di Fisica, Springer Italia 2014
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;
Lecture slides; Text book; Lab exercises; Student collaboration tools;
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group essay;
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L’esame di Laboratorio di Fisica I è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma di questo insegnamento e la capacità di applicare la teoria della misura in esperienze didattiche proposte durante le esercitazioni di laboratorio.
L’accertamento sarà basato su:
- Relazioni sulle attività di Laboratorio: sulla base delle persone iscritte verranno organizzati dal docente 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 procederà alla redazione di una relazione, oggetto di valutazione e costituiscono condizione obbligatoria per poter accedere alla prova orale.
- Prova orale: la prova orale consiste in una analisi critica delle scelte nella procedura di misurazione nelle esperienze di laboratorio svolte durante il corso. E’ prevista ulteriore valutazione dell’apprendimento dei concetti teorici presentati durante il corso.
I criteri impiegati per la definizione del voto finale d'esame sono:
- 50% dato dal voto delle relazioni di gruppo (attribuendole un valore in trentesimi)
- 50% dato dal voto dell'esame orale (attribuito in trentesimi)
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.
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.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.