Corso di laurea triennale in Fisica, corso di Laboratorio 2 (A e B)

• Informazioni generali sul corso: il corso ha durata annuale (modulo A primo semestre, modulo B secondo semestre) e prevede per il suo superamento una prova pratica seguita da una prova orale. Il corso comprende lezioni in aula ed esercitazioni pratiche presso i laboratori didattici di Fisica (primo piano Polo Pontecorvo), la cui frequenza è obbligatoria. L'impegno delle esercitazioni pratiche è di un pomeriggio (ore 15-19) a settimana a partire dal Lunedì 20 Ottobre. Allo scopo di consentire agli studenti la frequenza e la realizzazione di tutte le esercitazioni pratiche saranno predisposti opportuni "pomeriggi di recupero" in laboratorio, di cui verrà data notizia anche su questa pagina web. Gli studenti sono tenuti a operare in gruppi di due unità: il numero massimo di postazioni di lavoro (ognuna per due studenti) è di 18. Per consentire lo svolgimento regolare delle esercitazioni pratiche, gli studenti scelgono, all'inizio del corso, il pomeriggio della settimana nel quale intendono frequentare il laboratorio. I pomeriggi disponibili sono quelli di Lunedì, Martedì e Giovedì; gli studenti sono caldamente invitati a mantenere la loro scelta per l'intero anno accademico o almeno per un semestre. Subito dopo il termine delle operazioni pratiche in laboratorio, gli studenti devono preparare individualmente e consegnare una "scheda di verifica" che contiene risultati e commenti sull'esercitazione. Inoltre per quest'anno è stata prevista la realizzazione obbligatoria di esercizi con l'uso di Python e di una relazione di laboratorio sul materiale acquisito nel primo semestre
• Note sul corso e sull'orario:
  • Nessuna nota.
• Codocenti: il corso e l'assistenza alle esercitazioni pratiche sono tenute dal seguente gruppo di docenti: Laura Andreozzi, Isidoro Ferrante, Francesco Fuso, Stefano Galeotti, Diego Passuello, Alessandra Toncelli, Lara Palla
• Elenco studenti iscritti ai pomeriggi di laboratorio: (la situazione è updated al 24/10/2014; per eventuali problemi contattare il docente via email):
  • pomeriggi di Lunedì;
  • pomeriggi di Martedì;
  • pomeriggi di Giovedì.
• Prevenzione dei rischi e protezione: come in ogni attività di laboratorio, anche l'esecuzione delle esercitazioni pratiche comporta dei rischi. Oltre alle consuete norme di comportamento da osservare nelle aule (esempio: evitare di urtare i colleghi o il mobilio, fare attenzione nel sedersi e nello stare seduti, in particolare sugli sgabelli che si trovano in laboratorio, e tenere una postura adeguata, non correre, non scherzare, non tenere alcun tipo di comportamento che possa rappresentare un pericolo per se stessi o per i colleghi, non lasciare zaini, borse o altro nelle zone di passaggio), la tematica del corso richiede che venga posta la massima attenzione alla prevenzione dei rischi di natura elettrica. Tali rischi saranno ripetutamente illustrati agli studenti nel corso dell'anno. Tuttavia gli studenti devono leggere con attenzione questo documento preparato per i corsi degli anni precedenti dalla Prof.ssa Laura Andreozzi. Si ricorda agli studenti che è loro dovere segnalare al docente ogni benché minima possibilità di rischio essi ravvedano nella pratica di laborarorio didattico.
• Programma di massima del corso (vers. 18/10/2014);
• Programma finale del corso (vers. 29/05/2015);
• Modalità d'esame (versione 29 Aprile);
• Registro delle lezioni primo semestre
• Registro delle lezioni secondo semestre
• Materiale didattico:
  • Nota: il materiale didattico di cui qui si trovano (o si troveranno!) i link è in fase di continua sistemazione. Si ricorda che, in ogni caso, gli studenti sono fortemente consigliati di frequentare le lezioni in aula, nelle quali potranno essere affrontati argomenti non esplicitamente trattati in questo materiale didattico. Viceversa, il materiale didattico può contenere nozioni, informazioni e discussioni non esplicitamente trattati nelle lezioni in aula.
  • Link al materiale didattico dell'a.a. 2011/12 preparato dalla Prof.ssa Laura Andreozzi (username e password sono stati comunicati agli studenti interessati).
  • Manuali e datasheets:
    • multimetro digitale (0.6MB, posted 3/10/2013);
    • multimetro analogico (2.7MB, posted 3/10/2013);
    • codice colori resistori (0.1MB, posted 3/10/2013);
    • oscilloscopio ISO-TECH 6051 (5.1MB, posted 26/10/2013) ( datasheet - 0.1MB, posted 26/10/2013);
    • generatore di funzioni (0.3MB, posted 8/11/2013 - nota: il modello di riferimento è l'8219A);
    • matplotlib user's guide (html);
    • NumPy user's guide (html);
    • SciPy user's guide (html);
    • cmath documentation (html);
    • Arduino Reference (html);
    • datasheet del diodo al silicio 1N914, da prendere come esempio (0.1MB, posted 13/3/2014);
    • istruzioni generali per l'uso di Arduino in laboratorio (0.1MB, posted 26/2/2015);
    • datasheet del transistor 2N1711 (0.1MB, posted 13/3/2014);
  • Nota sulla lezione di Venerdì 17 Ottobre, non tenuta causa sciopero (0.2MB, posted 18/10/2014 - version 4, posted 6/11/2014);
  • Resistori: tecnologia e applicazioni esotiche (0.6MB, posted 15/10/2012);
  • Resistenze interne: considerazioni relative in particolare alle prime esperienze pratiche (0.8MB, re-posted 14/10/2013);
  • Esercizio di "simulazione": effetti della resistenza interna del generatore visti con Python; scripts: simul_res_int_unico.py, simul_res_int_multiplo.py, simul_err_part.py (versione 2, corrected, posted 25/10/2014);
  • Nota sull'esperienza pratica numero 2: dimensionamento del partitore di corrente, modello di Thevenin (0.2MB, posted 28/10/2014);
  • Best-fit (non lineare) e "Python": nota su come usare il software con particolare riferimento all'esperienza sulla legge di Ohm e best-fit; scripts: fit_ohm_display_log.py, fit_ohm_one_param.py, fit_ohm_two_param.py (0.4MB, version 3 posted 6/11/2014);
  • Soluzione di un circuito "complicato": scomposizione in maglie nel caso di più generatori (0.2MB, posted 31/10/2014);
  • Esercizio di best-fit lineare: linearizzazione e fit dei dati dell'esperienza sulla legge di Ohm; scripts: fit_ohm_ohm_law.py, fit_ohm_lin_num.py, fit_ohm_lin_anal.py (0.3MB, version 3 posted 10/11/2014);
  • Misure rms: definizioni e misura con multimetro (0.2MB, version 2 posted 07/11/2014);
  • Oscilloscopio: primo impatto con uno strumento complicato (0.3MB, version 2 posted 07/11/2014);
  • Esercizio di simulazione oscilloscopio Y-X: visualizzazione parametrica di forme d'onda sfasate; script: multi_dephas.py (0.2MB, posted 2/12/2014);
  • Capacitori: tecnologia e applicazioni esotiche (0.7MB, posted 5/11/2012);
  • Integratore e derivatore: analisi del circuito nel dominio delle frequenze (0.2MB, version 3 posted 1/12/2014);
  • Filtri RC e Python: grafici, fit e diagramma di Bode costruiti su dati sperimentali; script: low_pass_fit_one_params.py, low_pass_fit_two_params.py, high_pass_fit_one_params.py, low_pass_bode.py, high_pass_bode.py (0.3MB, version 3 posted 22/11/2014);
  • Esercizi di simulazione su serie di Fourier: testo degli esercizi (obbligatori), background necessario per la soluzione, esempio di soluzione (0.5MB, version 2 posted 28/11/2014);
  • Oscillatore RLC: discussione tentativa di alcuni aspetti molto rilevanti nell'esperienza pratica e nella sua interpretazione (0.4MB, version 7 posted 3/12/2014);
  • Ponti di misura: rassegna concettuale delle configurazioni a ponte di Wheatstone, de Sauty, Maxwell (0.2MB, version 2 posted 5/12/2014);
  • Risonanze: oscillatore RLC smorzato e forzato, considerazioni generali e matematica (0.3MB, version 5 posted 23/12/2014);
  • Grandezze complesse in Python: pacchetto cmath e esempi di applicazione; script: complex_risonante.py, complex_antirisonante.py, complex_int_der.py (0.5MB, version 1 posted 7/1/2015);
  • Digitalizzazione e campionamento: alcuni concetti fondamentali (0.4MB, version 2 posted 20/2/2015);
  • Relazione: misura della resistenza interna dell'induttore in alternata e tecniche di misura con lock-in (in appendice) (0.4MB, version 1 posted 7/1/2015);
  • Arduino e carica/scarica del condensatore: discussione di alcuni aspetti generali sull'uso di Arduino e dell'esperienza di carica/scarica del condensatore; sketch: carich.ino; script: caricascarica_v1.py (0.5MB, version 4 posted 26/2/2015);
  • Giunzione bipolare e diodo: aspetti generali e funzionali (0.8MB, version 1 posted 16/2/2015);
  • Curva caratteristica del diodo con Arduino: uso della modalità PWM e esperienza pratica; sketch: diod.ino; script: diodo_v1.py (0.4MB, version 3 posted 4/3/2015);
  • Transistor BJT: principi di funzionamento e configurazione a emettitore comune (0.5MB, version 4, posted 21/3/2015)
  • Campo magnetico sull'asse di solenoidi: calcolo analitico per casi abbastanza realistici (0.3MB, version 3, posted 7/3/2015)
  • Ciclo di isteresi e sua visualizzazione: cenni sul ferromagnetismo e osservazioni sull'esperienza pratica (0.4MB, version 2, posted 15/4/2015)
  • Trasformatore: trasformazione in tensione, corrente, potenza e loro misura in dispositivi reali (0.3MB, version 4, posted 26/4/2015)
  • Ottica e polarizzazione: richiami generali alle onde elettromagnetiche e manipolazione della polarizzazione (0.8MB, version 4, posted 9/5/2015)
  • Misure con polaroid: nota sull'esperienza pratica e l'analisi dei dati; script: unpol.py, duepol.py (0.3MB, version 1 posted 9/5/2015);
  • Interferenza e diffrazione: rassegna delle principali nozioni necessarie per affrontare problemi di interferenza e diffrazione, con appendici di calcolo delle formule (0.7MB, version 5 posted 20/5/2015);
  • Laser, laser a diodo, fotodiodo: descrizione qualitativa del funzionamento (argomento non trattato a lezione) (0.6MB, version 1 posted 26/5/2015);
  • Esperienza di ottica del 15 Maggio (2.0MB, version 1 posted 15/5/2015);

• Schede di laboratorio:
  1. Settimana 20-23 Ottobre: multimetri, legge di Ohm e partitore di tensione (1_v1, 0.1MB, posted 18/10/2014);
  2. Settimana 27-30 Ottobre: resistenza interna del generatore e Thevenin (2_v1, 0.1MB, re-posted 28/10/2014);
  3. Settimana 3-6 Novembre: legge di Ohm e best-fit non lineare (3_v1, 0.1MB, re-posted 30/10/2014);
  4. Settimana 10-13 Novembre: oscilloscopio e generatore di funzioni (4_v0, 0.1MB, posted 04/11/2014);
  5. Settimana 17-20 Novembre: integratore e derivatore RC (5_v1, 0.1MB, re-posted 15/11/2014);
  6. Settimana 24-27 Novembre: filtri RC (6_v2, 0.1MB, re-posted 24/11/2014);
  7. Settimana 1-4 Dicembre: oscillatore smorzato RLC (7_v2, 0.2MB, re-posted 29/11/2014);
  8. Settimana 15-18 Dicembre: oscillatore forzato RLC (8_v0, 0.1MB, posted 10/12/2014);
  9. Settimana 23-26 Febbraio: carica/scarica del condensatore a mano e con Arduino (9M_v0, 0.2MB, posted 19/2/2015, 9A_v0, 0.2MB, posted 19/2/2015);
  10. Settimana 2-5 Marzo: resistenza dinamica del diodo a mano e curva caratteristica I-V con Arduino (10M_v2, 0.2MB, posted 26/2/2015, 10A_v1, 0.2MB, posted 3/3/2015);
  11. Settimana 9-12 Marzo: raddrizzatore a semionda e moltiplicatore di tensione (11_v0, 0.2MB, posted 5/3/2015);
  12. Settimana 16-19 Marzo: transistor BJT e amplificatore a emettitore comune (12_v0, 0.2MB, posted 7/3/2015);
  13. Settimana 23-26 Marzo: campo magnetico delle bobine di laboratorio (13_v2, 0.3MB, posted 27/3/2015);
  14. Settimana 13-16 Aprile: auto e mutua induzione (14_v1, 0.2MB, posted 17/4/2015);
  15. Settimana 20-24 Aprile: correnti parassite e visualizzazione isteresi (15_v0, 0.2MB, posted 15/4/2015);
  16. Settimana 27-30 Aprile: trasformatore (16_v2, 0.2MB, posted 27/4/2015);
  17. Settimana 11-14 Maggio: polaroid e angolo di Brewster (17_v0, 0.2MB, posted 4/5/2015);
  18. Settimana 18-21 Maggio: interferenza e diffrazione (18_v1, 0.2MB, posted 21/5/2015);