Aver seguito e superato il colloquio di Laboratorio I. Aver seguito e possibilmente superato gli esami di Fisica I, Fisica II, Analisi I e Laboratorio I

Il corso si propone di introdurre e sviluppare gli aspetti fondamentali di alcune procedure di elaborazione, trattamento ed analisi statistica dei dati sperimentali. Si illustreranno le caratteristiche delle diverse distribuzioni di probabilità (da quella uniforme alla gaussiana) e alcuni esempi di problemi fisici delle loro applicazioni. Si analizzeranno la propagazione degli errori e la correlazione con la distribuzione gaussiana. Si studieranno le tecniche della massima verosimiglianza e quella dei minimi quadrati. Verranno infine introdotti i test d’ipotesi e le distribuzioni di variabili a questi collegate, quali il 2 e la variabile t di Student. (maggiori dettagli su http://web.le.infn.it/laboratorio2/)

Conoscenze e comprensione. Possedere una buona preparazione con un ampio spettro di conoscenze sulle tecniche di analisi statistica di dati raccolti in laboratorio.

Capacità di applicare conoscenze e comprensione: # essere in grado di comprendere gli aspetti fondamentali delle statistiche in riferimento alla raccolta di dati in laboratorio # essere in grado di comprendere i fenomeni fisici che si manifestano in determinati ambiti di laboratorio, dalla meccanica alla termodinamica # essere in grado di elaborare statisticamente i dati raccolti in laboratorio e di verificare la validità di leggi fisiche # valutare l'eventuale presenza di effetti non trattabili statisticamente (incertezze sistematiche, loro stima e possibile riduzione/eliminazione).

Autonomia di giudizio. L’esposizione dei contenuti e delle argomentazioni sarà svolta in modo tale da consentire allo studente di comprendere come applicare i concetti teorici trattati a lezione per una loro corretta applicazione in laboratorio.

Abilità comunicative. La presentazione degli argomenti sarà svolta in modo da consentire l’acquisizione di una adeguata  capacità di comunicare i contenuti del corso, con la corretta proprietà di linguaggio.

Capacità di apprendimento. Gli studenti saranno invogliati ad apprendere come utilizzare le nozioni teoriche per la loro conseguente applicazione in contesti laboratoriali.

Lezioni frontali in aula e/o in modalità telematica, esercitazioni in aula al computer ed in laboratorio sugli strumenti di misura. Esecuzione di almeno 4 esperienze di Meccanica/Termologia/Termodinamica e redazioni di relazioni di gruppo sulle esperienze effettuate. Discussione delle relazioni delle esperienze di Laboratorio in 3-4 sessioni ad un mese circa della esecuzione delle esperienze. Queste discussioni servono a preparare poi gli studenti per affrontare l’esame.

L’esame consiste di una prova pratica e di una prova orale. La prova pratica verifica le abilità sperimentali acquisite durante le esercitazioni in Laboratorio utilizzando le metodologie insegnate nel corso. La prova pratica consiste nella realizzazione di una delle Esperienze già fatte in gruppo durante le esercitazioni estratta a sorte, ma
stavolta da soli seppure con una modalità semplificata.
La prova orale consiste nella discussione dell' esperienza realizzata e dell'analisi dei dati eseguita su di essa, oltre a verificare l' apprendimento degli argomenti e delle metodologie spiegate durante il corso.
Gli studenti che superano la prova pratica in un appello debbono presentarsi alla prova orale che avviene di norma nei tre giorni successivi. Se lo studente non supera la prova orale è tenuto a rifare la prova pratica. Gli studenti dovranno prenotarsi sia alla prova pratica che alla prova orale, utilizzando esclusivamente le modalità on-line previste dal sistema VOL.

• Introduzione al corso e uso del pacchetto ROOT del CERN
• Esperienza del righello di D’Agostini
• Elementi di Teoria delle Probabilità
• Variabili Casuali
• Funzioni di distribuzione di probabilità di variabili discrete
• Funzioni di distribuzione di probabilità di variabili continue
• Teorema del Limite Centrale
• Propagazione degli Errori
• Massima Verosimiglianza e altre Distribuzioni
• Il metodo dei minimi quadrati
• Test di Ipotesi lezione 1
• Test di Ipotesi lezione 2
• Esercitazione in Aula: Installazione del Software ROOT, esempio di utilizzo
• Esercitazione in Laboratorio: uso degli strumenti di misura, degli apparati di acquisizione dati e dei computer di Laboratorio
• Esperienza: Legge di Boyle-Mariotte
• Esperienza: Misura del Momento di Inerzia di un Disco Rigido
• Esperienza: Misura della prontezza di risposta di un Termometro
• Esperienza: Misura dei conteggi di particelle mediante un Contatore Geiger

C.Bini – Lezioni di statistica per la Fisica Sperimentale, Edizioni Nuova Cultura
J.R.Taylor – Introduzione all’analisi degli errori (Zanichelli, 2000)
P.R.Bevington & D.K.Robinson – Data Reduction and Error Analysis for the Physical Sciences
C.Cametti & A.Di Biasio – Introduzione all’elaborazione dei dati sperimentali (CISU Roma, 1994)