LABORATORIO DI FISICA 3. Prof. Francesco Forti

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Ottavia Rizzo
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1 LABORATORIO DI FISICA 3 Prof. Francesco Forti

2 Perché laboratorio? La fisica è una scienza sperimentale Un fisico deve imparare A porsi i problemi in modo che siano soggetti ad una verifica sperimentale A progettare e realizzare un esperimento Ad analizzarne i dati e giungere a conclusioni razionali A documentare in modo chiaro e scientifico i risultati ottenuti ed il metodo seguito Ma tutto queste competenze sono importanti anche in molti altri campi.

3 Scopi del corso di Laboratorio 3 Acquisire le conoscenze di base sulle basi fisiche dei dispositivi elettronici a semiconduttore e le capacità pratiche di base per progettare, montare ed analizzare semplici circuiti elettronici analogici e digitali. Acquisire il senso critico e la capacità di fare il debug di un apparato sperimentale. Approfondire le difficoltà sperimentali legati alla misura in circuiti elettronici e in esperienze di fisica fondamentale. Imparare a scrivere una relazione scientifica sintetica e comprensibile.

4 Struttura del corso 12 CFU Corso annuale Lezioni teoriche su elettronica analogica e digitale Perché l elettronica è ormai necessaria per qualunque apparato sperimentale. Esercitazioni di elettronica Montaggio di circuiti inizialmente semplici e progressivamente più complessi. Debug, misura, analisi dei dati, relazione Esperimenti di fisica fondamentale Alcuni esperimenti sui fondamenti della meccanica quantistica, di ottica fisica, sulle proprietà dei materiali

5 Prerequisiti e prodedeuticità Prerequisiti Conoscenze di base di meccanica ed elettromagnetismo. Circuiti elettrici. Uso della strumentazione elettronica di base (multimetro ed oscilloscopio). Competenze di calcolo differenziale e algebra lineare. Propedeuticità Laboratorio 2. Anche se non richiesto dal regolamento, è fortemente consigliato aver superato gli esami di Fisica 1 e Fisica 2 e di aver almeno seguito il corso di Metodi matematici 1

6 Strumenti che spero conosciate già

7 Lezioni Introduzione metodologica Software per analisi dati: python con matplotlib/pylab Come si scrive una relazione scientifica Elettronica analogica Circuiti lineari - Richiami di teoria dei circuiti. Dispositivi a semiconduttore - Diodo, transistor bipolare, JFET, MOSFET Circuiti con feedback e amplificatori operazionali (OpAmp). Elettronica digitale Algebra di boole, livelli logici, famiglie logiche. Logica combinatoria e sequenziale Macchina a stati finiti (FSM) Circuiti logici programmabili e introduzione ai microprocessori Circuiti per la conversione analogica/digitale (DAC, ADC)

8 Programma Esercitazioni Esercitazioni di laboratorio distribuite su 16 settimane. Lavoro in gruppi di 2-3 persone Applicazioni pratiche di quanto discusso a lezione Circuiti elettronici più o meno complessi da progettare, montare, misurare. Alla fine di ogni settimana si deve consegnare una relazione. Le relazioni vengono corrette e riconsegnate La valutazione sulle relazioni è parte integrante della valutazione di esame. Le esercitazioni sono uguali per tutti

9 Piastra millefori

10 Il programma Esperimenti Si realizzeranno alcuni esperimenti di fisica fondamentale. Non come dimostrazioni. Sviluppo del senso critico. Ogni gruppo ne farà solo alcuni (3-4 al massimo) Dipende dal numero di studenti Esperimenti Misura del rapporto e/m Misura dell effetto fotoelettrico Righe di Balmer - costante di Rydberg Misure di lunghezza d'onda, interfermetro di Michelson Esperienza di Franck-Hertz Forse qualche altra esperienza n Energy gap nei semiconduttori n Parte re e im di epsilon dei metalli

11 Orari (da rivedere) Lu Ma Me Gi Ve Lezione F F F1 Esercitazione recup Frequenza alle esercitazioni obbligatorio. In caso di assenza si può recuperare il martedì. Per favore iscrivetevi al più presto: Chiusura iscrizioni 15/9. Inizio lezioni 21/9 Sì, si può cambiare idea, ma entro le prime lezioni.

12 Capienza del laboratorio La capienza del laboratorio e buona, ma limitata: 26 tavoli su 4 stanze. 2 studenti/tavolo = 52 studenti, ottimo Absolute maximum rating: 3 studenti/ tavolo = 78 studenti

13 Docenti Francesco Forti (Titolare) Stefano Bettarini Carlo Ferrari Donato Nicolò Giorgio Carelli Andrea Fioretti Eugenio Paoloni Così tanti per garantire la presenza durante le esercitazioni che si svolgono su 4 aule per correggere rapidamente le relazioni

14 The boss Fabrizio Tellini, assistente di laboratorio Vi prega gentilmente di non far scoppiare i condensatori e di non bruciare i circuiti integrati

15 Esame Valutazione relazioni Parte integrante dell esame Prova pratica Un circuito simile a quelli studiati durante l anno Colloquio Su tutto.

16 Interazione Per me è molto importante poter comunicare efficacemente con gli studenti. Sito: Gruppo: Dal sito df: Telefono: Ricevimento: da definire secondo i vostri orari

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