Università degli studi dell'Insubria

LABORATORIO DI FISICA III

A.A. di erogazione 2018/2019
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in Fisica
 (A.A. 2016/2017)

Docenti

Anno di corso: 
3
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Settore disciplinare: 
FISICA SPERIMENTALE (FIS/01)
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
66
Dettaglio ore: 
Laboratorio (66 ore)

- sviluppo di capacità di programmazione e analisi dati da parte dello studente
- gestione di una mole considerevole di dati in modo automatizzato
- comprensione di circuiti base di elettronica
- realizzazione di semplici esperienze di fisica moderna con relativa analisi dei dati e analisi degli errori
- sviluppo della capacità di lavorare in gruppo
- sviluppo della capacità di stendere delle relazioni scientifiche
- sviluppo di capacità di gestione autonoma di esperimenti e dimostrazione di possedere le competenze necessarie per eventuali variazioni sul tema dell'esperimento in ottica di approfondimento e comprensione

- conoscere la teoria degli errori
- avere una conoscenza base di inglese

Introduzione ai principi base dell'elettronica analogica (con relativa attività di laboratorio e relazioni):
1. teoremi di Thevenin e Norton, regime sinusoidale con fasori complessi
2. filtri RC, RL e RLC usati anche in modalità integratori/derivatori
3. principi di funzionamento dei semiconduttori e circuiti con i diodi (curve IV per diversi tipi di diodi, circuiti raddrizzatori a semionda e onda completa, misura del ripple in funzione del carico, uso di fotodiodi, realizzazione di un telecomando); misura della costante di Planck con i LED
4. i transistor bipolari e relativi circuiti: emitter follower (verifica del carico sull'ampiezza del segnale, corrente minima di funzionamento, la sorgente di corrente); common emitter (caratterizzazione in termini di guadagno e frequenza); circuito di push pull; eliminazione dell'effetto di cross-over nel circuito di push pull
5. gli amplificatori operazionali: amplificatori invertenti e non invertenti (misura delle caratteristiche di guadagno, sfasamento e della frequenza a 3dB per diversi valori della resistenza di feedback); misura dello slew rate per diversi tipi di opamp; realizzazione di un sommatore; utilizzo degli opamp come integratori e derivatori; realizzazione di un amplificatore audio
6. le linee di trasmissione: misura della velocità di propagazione del segnale nella linea; misura dell'impedenza caratteristica; misura della capacità per unità di lunghezza; misura dell'attenuazione del segnale

Esperienze di fisica moderna:
- misura del rapporto carica/massa dell'elettrone (circolare e nella versione di Thomson)
- misura della diffrazione degli elettroni
- esperimento di Franck-Hertz
- misura dell'effetto fotoelettrico

Il corso si articola in:
- lezioni frontali di introduzione generale e di analisi delle singole attività di laboratorio
- sedute di laboratorio in gruppi di lavoro alternate a sedute di analisi dati
La durata prevista del corso è di 66 ore, che però vengono estese a seconda delle necessità degli studenti. Le ore frontali non superano le 15. Nelle sedute di laboratorio sono presenti dei tutor in maniera tale che ogni gruppo di studenti sia seguito in modo adeguato
Nella parte di fisica moderna, a ogni gruppo viene affidato un esperimento di fisica moderna che deve essere gestito in maniera completamente autonoma dal gruppo stesso, sia in termini di presa dati che di analisi e presentazione dei risultati finali.

La verifica viene effettuata in diverse fasi:
- l'attività in laboratorio e la stesura del logbook
- le relazioni di laboratorio: gli studenti consegnano le relazioni che vengono corrette con relative richieste di modifica. L'esame orale non può essere sostenuto fino a quando le relazioni non sono di livello adeguato
- la presentazione al gruppo classe dell'esperimento di fisica moderna
- la prova finale è una prova orale con domanda iniziale un argomento a scelta su cui tenere una lezione di 20 minuti. A seguire, lo studente viene interrogato sugli altri argomenti del corso con domande che non necessariamente hanno ricevuto risposta durante il corso stesso, in modo da verificare le competenze acquisite

I seguenti testi sono utilizzati nel corso:
- Horowitz e Hill, The art of electronics, Cambridge Univ. Press, 1989
- A.C.Melissinos, Experiments in modern Physics, Acad. Press 1966

Agli studenti sono fornite le slide di ogni lezione, materiale informativo quando necessario (articoli e note). Le relazioni di laboratorio sono pre-compilate per la parte di elettronica: in altre parole le parti introduttive sono comuni e sono indicati gli elementi che vanno studiati e inseriti da parte dei gruppi di lavoro.

Ricevimento previo appuntamento via posta elettronica (michela.prest@uninsubria.it)

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A.A. 2017/2018

Anno di corso: 3
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2015/2016

Anno di corso: 3
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2014/2015

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2013/2014

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE