|
Dades generals |
Nom de l'assignatura: Fonaments de Laboratori
Codi de l'assignatura: 360566
Curs acadèmic: 2023-2024
Coordinació: Joan Manel Hernàndez Ferràs
Departament: Departament de Física de la Matèria Condensada
Crèdits: 6
Programa únic: S
|
Hores estimades de dedicació |
Hores totals 150 |
|
Activitats presencials i/o no presencials |
63 |
|
- Teoricopràctica |
Presencial |
39 |
|||
|
(Conté sessions en format de classe de pissarra amb contingut experimental.) |
|||||
|
- Pràctiques d'ordinadors |
Presencial |
12 |
|||
|
(Assistència obligatòria. S?exigeix puntualitat.) |
|||||
|
- Pràctiques de laboratori |
Presencial |
12 |
|||
|
(Assistència obligatòria. S?exigeix puntualitat.) |
|||||
|
Aprenentatge autònom |
87 |
|
(Acabar, si cal, d?elaborar els informes de pràctiques. Estudiar els continguts del curs.) |
|
|
Competències / Resultats d'aprenentatge que es desenvolupen |
| - |
Capacitat d'anàlisi, de síntesi i d'adaptació a situacions noves. (S’avalua mitjançant la qualificació obtinguda en les tasques de laboratori i d’elaboració de dades i obtenció de resultats. Vegeu l’apartat d’avaluació (aclariment: la qualificació, obtinguda sobre 2,5, es renormalitza perquè el seu màxim passi a ser 10.) |
| - |
Comprensió dels fenòmens físics: tenir una bona comprensió de les teories físiques més importants, de l'estructura lògica i matemàtica, i del suport experimental. (La qualificació numèrica corresponent a aquesta competència és directament la que s’obté en l’assignatura.) |
|
Objectius d'aprenentatge |
|
Referits a coneixements • Dur a terme les tasques pròpies d’un laboratori docent de física, per adquirir uns procediments i habilitats que permetin aprofitar millor les assignatures de laboratori de l’ensenyament de cursos posteriors.
• Conèixer els tractaments formals i matemàtics propis dels laboratoris de física.
• Adquirir una visió de la física que mostri la seva presència en l’entorn quotidià i que doni compte de la transcendència que té en el món tecnològic actual.
• Adonar-se del gran nombre de situacions quotidianes en què les lleis de la física tenen un paper important. |
|
Blocs temàtics |
1. Gràfiques científiques
1.1. Representacions gràfiques
1.1.1. Taules de resultats. Elements formals
1.1.2. Estudi mitjançant gràfiques. Elements formals bàsics en les representacions gràfiques científiques. Eixos: magnituds, unitats i rangs. Variables independents i dependents
1.2. Escala logarítmica
1.2.1. Escala logarítmica. Gràfiques amb eixos amb escales logarítmiques
1.2.2. Altres dependències funcionals
1.3. Ajust de les dades experimentals a comportaments lineals
1.3.1. Ajustos en gràfics experimentals: visualment i matemàticament. Fórmules de regressió lineal: pendent, ordenada a l’origen i coeficient de correlació
2. Incerteses i errors en els experiments
2.1. Instrumentació de laboratori
2.1.1. Instrumentació de laboratori
2.1.2. Estructura i característiques d’un sistema de mesura: rangs, sensibilitat, resolució, rang dinàmic, desplaçament de zero, linealitat, entre d’altres.
2.1.3. Dígits en un sistema de mesura digital
2.2. Incerteses
2.2.1. Incerteses en el plantejament d’un problema numèric. Incerteses implícites. Incerteses absolutes i relatives. Xifres significatives i formalisme de presentació
2.2.2. Càlculs amb dades afectades d’incerteses. Propagació d’incerteses en els càlculs
2.2.3. Formalisme matemàtic de la propagació d’incerteses. Cas d’una variable. Cas de múltiples variables: incerteses correlacionades i no correlacionades. Casos notables de propagació d’incerteses
2.2.4. Fonts d’error en les mesures: manca de resolució, errors aleatoris i errors sistemàtics. Combinació de fonts d’incertesa
2.3. Incerteses i gràfiques
2.3.1. Representació gràfica de les incerteses
2.3.2. Deducció de les fórmules dels paràmetres de la regressió lineal a partir de la distància quadràtica mitjana. Criteri de la bondat de l’ajust
2.3.3. Incerteses en els paràmetres de la regressió lineal
3. Estadística per treballar en el laboratori
3.1. Introducció a l’estadística
3.1.1. Tractament estadístic de dades experimentals
a) Histogrames
b) Mitjana, desviació típica en els casos de dades segregades i agregades
3.2. Introducció a les probabilitats
3.2.1. Variables aleatòries discretes i contínues
3.2.2. Distribucions de probabilitat. Estimadors d’una distribució estadística: esperança, variància i moments centrals
3.2.3. Distribucions notables: binomial, uniforme, gaussiana i de Rayleigh (cas del tir a una diana)
3.2.4. Distribucions de probabilitat bivariants. Covariància. Coeficient de correlació. Correlació i dependència
3.3. Teorema del límit central
3.3.1. Teorema del límit central. Implicacions en la mesura
a) Mesura obtinguda per tractament estadístic
b) Incertesa aleatòria de la mesura i marge d’incertesa
4. Pràctica 1. Llei d’Ohm i comportament d’un díode
* Pràctica de laboratori seguida d’una sessió a l’aula d’informàtica per estudiar els resultats i elaborar l’informe
5. Pràctica 2. Estudi d’un pèndol mecànic
* Pràctica de laboratori seguida d’una sessió a l’aula d’informàtica per estudiar els resultats i elaborar l’informe
6. Pràctica 3. Estudi d’una lent convergent
* Pràctica de laboratori seguida d’una sessió a l’aula d’informàtica per estudiar els resultats i elaborar l’informe
7. Pràctica 4. Energia tèrmica i capacitat calorífica
* Pràctica de laboratori seguida d’una sessió a l’aula d’informàtica per estudiar els resultats i elaborar l’informe
8. Pràctica 5. Estadística en l’experimentació: distribució d’impactes en el tir a una diana
* Pràctica de laboratori seguida d’una sessió a l’aula d’informàtica per estudiar els resultats i elaborar l’informe
9. Pràctica 6. Estudi del comportament del filament d’una làmpada d’incandescència. Resistència i potència dissipada
* Pràctica de laboratori seguida d’una sessió a l’aula d’informàtica per estudiar els resultats i elaborar l’informe
|
Metodologia i activitats formatives |
|
El contingut de l’assignatura consta de classes magistrals (tres a la setmana) que inclouen la resolució de problemes per part del professorat amb participació de l’alumnat i discussió i comentaris dels resultats. Dins d’aquestes hores es poden fer les diferents proves d’avaluació continuada. Es poden plantejar problemes que els estudiants han de resoldre de manera autònoma fora dels horaris. |
|
Avaluació acreditativa dels aprenentatges |
|
Avaluació de les sessions de laboratori i dels informes de les pràctiques
Avaluació única En l’avaluació única s’avaluen les sessions de laboratori exactament amb els mateixos criteris que l’avaluació continuada. La qualificació màxima és, també, 2,5 punts, que representa un 25 % de la qualificació final de l’assignatura.
|
|
Fonts d'informació bàsica |
Consulta de la disponibilitat al Cercabib
Llibre
TAYLOR, John R., 2022. An Introduction to Error Analysis: The Study of Uncertainties in Physical Measurements. S.l.: University Science Books. ISBN 9781940380094.
| Third Edition |
https://cercabib.ub.edu/permalink/34CSUC_UB/e62qjn/cdi_askewsholts_vlebooks_9781940380094
Woolfson, M. M.; Woolfson, Malcolm S. Mathematics for physics. Oxford: Oxford University Press, 2007 ![]()
TAYLOR, J.R. (John R., 1997. An Introduction to error analysis : the study of uncertainties in physical measurements. 2nd ed. Sausalito, Calif: University Science Books. ISBN 0935702423.
| Hi ha disponible la 3a edició amb revisions |