ID:
SCC0107
Durata (ore):
66
CFU:
6
SSD:
FISICA DELLA MATERIA
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (24/02/2025 - 13/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso offre un approccio unico per favorire la comprensione dei fenomeni fisici attraverso l'iterazione tra lo sviluppo di modelli teorici e il perfezionamento delle misure sperimentali. Spesso, il confronto iniziale tra le previsioni di un modello teorico di base e i risultati delle prime misurazioni rivela notevoli discrepanze, che vanno oltre le incertezze previste dovute all'acquisizione dati e alla propagazione degli errori.
Di fronte a tali discrepanze, la tentazione comune è attribuirle a problemi non identificati e avanzare ipotesi non verificate. Tuttavia, è proprio questa discrepanza tra il modello teorico e l'esperimento che rappresenta la porta d'ingresso alla comprensione dei fenomeni fisici. Superare questa sfida non è né semplice né scontato, ma è il fulcro del nostro corso.
Il corso inizia con l'analisi di fenomeni apparentemente semplici utilizzando modelli teorici di base, come descritto nei libri di testo. La semplicità è fondamentale perché permette di generalizzare e comprendere una vasta gamma di situazioni. Tuttavia, in molti casi, il modello teorico semplice non riesce a prevedere con precisione i risultati sperimentali in casi specifici.
Il corso segue una serie di passaggi chiave:
1. Inizialmente, l'approccio consiste nel raccogliere un grande volume di dati sperando che la media converga al risultato previsto. Tuttavia, questa strategia spesso si rivela insufficiente, poiché la discrepanza persiste nonostante l'aumento dei dati.
2. La successiva fase implica il perfezionamento dell'esperimento, partendo dall'assunzione che il modello teorico sia corretto. Questo comporta l'identificazione paziente e sperimentale dei parametri che influenzano maggiormente i risultati e l'ottimizzazione delle condizioni sperimentali per allinearle il più possibile alle previsioni del modello. Nonostante gli sforzi per il perfetto “allineamento” del set up, la discrepanza rimane ancora ingiustificata.
3. A questo punto, l'attenzione si sposta verso il modello teorico stesso. Gli studenti devono acquisire la capacità di distinguere tra l'errore di misura dovuto alla precisione degli strumenti e la discrepanza tra previsioni e risultati, causata dall'inadeguatezza del modello nel considerare tutti i fattori coinvolti nell'esperimento.
4. Dopo aver modificato il modello in base alle intuizioni degli studenti ed alle indicazioni ottenibili mediante simulazione numerica o calcolo analitico di quanto esso preveda, si procede a un nuovo confronto tra previsioni e risultati sperimentali. Non è raro che l'accordo non sia ancora entro i limiti dell'errore previsto.
5. Modificato il modello, il turno è ora quello di modificare l’esperimento. Grazie alla maggiore comprensione del fenomeno, gli studenti sono ora in grado di identificare quali condizioni operative meglio si adattino al modello sviluppato, evitando di esplorare regimi certamente lontani da quanto descritto.
6. Il processo di perfezionamento continua fino a identificare le condizioni sperimentali in cui le modifiche apportate al modello e all'esperimento portano i risultati entro l'errore previsto. Questo rappresenta l'obiettivo finale del corso.
È importante sottolineare che il focus del corso non è solo la verifica di un modello teorico in laboratorio, ma soprattutto lo sviluppo e l'ottimizzazione di tale modello mediante tecniche sperimentali. Questo approccio consente di unire teoria e pratica in un'unica azione volta a connettere il particolare fenomeno studiato con la comprensione generale del mondo naturale.
Di fronte a tali discrepanze, la tentazione comune è attribuirle a problemi non identificati e avanzare ipotesi non verificate. Tuttavia, è proprio questa discrepanza tra il modello teorico e l'esperimento che rappresenta la porta d'ingresso alla comprensione dei fenomeni fisici. Superare questa sfida non è né semplice né scontato, ma è il fulcro del nostro corso.
Il corso inizia con l'analisi di fenomeni apparentemente semplici utilizzando modelli teorici di base, come descritto nei libri di testo. La semplicità è fondamentale perché permette di generalizzare e comprendere una vasta gamma di situazioni. Tuttavia, in molti casi, il modello teorico semplice non riesce a prevedere con precisione i risultati sperimentali in casi specifici.
Il corso segue una serie di passaggi chiave:
1. Inizialmente, l'approccio consiste nel raccogliere un grande volume di dati sperando che la media converga al risultato previsto. Tuttavia, questa strategia spesso si rivela insufficiente, poiché la discrepanza persiste nonostante l'aumento dei dati.
2. La successiva fase implica il perfezionamento dell'esperimento, partendo dall'assunzione che il modello teorico sia corretto. Questo comporta l'identificazione paziente e sperimentale dei parametri che influenzano maggiormente i risultati e l'ottimizzazione delle condizioni sperimentali per allinearle il più possibile alle previsioni del modello. Nonostante gli sforzi per il perfetto “allineamento” del set up, la discrepanza rimane ancora ingiustificata.
3. A questo punto, l'attenzione si sposta verso il modello teorico stesso. Gli studenti devono acquisire la capacità di distinguere tra l'errore di misura dovuto alla precisione degli strumenti e la discrepanza tra previsioni e risultati, causata dall'inadeguatezza del modello nel considerare tutti i fattori coinvolti nell'esperimento.
4. Dopo aver modificato il modello in base alle intuizioni degli studenti ed alle indicazioni ottenibili mediante simulazione numerica o calcolo analitico di quanto esso preveda, si procede a un nuovo confronto tra previsioni e risultati sperimentali. Non è raro che l'accordo non sia ancora entro i limiti dell'errore previsto.
5. Modificato il modello, il turno è ora quello di modificare l’esperimento. Grazie alla maggiore comprensione del fenomeno, gli studenti sono ora in grado di identificare quali condizioni operative meglio si adattino al modello sviluppato, evitando di esplorare regimi certamente lontani da quanto descritto.
6. Il processo di perfezionamento continua fino a identificare le condizioni sperimentali in cui le modifiche apportate al modello e all'esperimento portano i risultati entro l'errore previsto. Questo rappresenta l'obiettivo finale del corso.
È importante sottolineare che il focus del corso non è solo la verifica di un modello teorico in laboratorio, ma soprattutto lo sviluppo e l'ottimizzazione di tale modello mediante tecniche sperimentali. Questo approccio consente di unire teoria e pratica in un'unica azione volta a connettere il particolare fenomeno studiato con la comprensione generale del mondo naturale.
Corsi
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Fisica
Laurea
3 anni
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Persone
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