Corso di laurea in Fisica

Capability to carry out an experiment and to handle its results, by correctly estimating the uncertaintes on the determined quantities and the physical laws that are behind the experiment itself. Skill of discussing the results of an experiment, through the use of statistical tests that allow to compare them with the expectations.

Nel corso si forniscono le nozioni fondamentali del calcolo delle probabilità e statistica. Si illustrano mediante esempi e esperimenti in laboratorio le applicazioni di questi concetti alla trattazione dei dati e all'analisi degli errori.
Il programma comprende: Probabilità e Statistica: Frequenza e Probabilità - Teoremi della probabilità totale e condizionata - Distribuzioni discrete e continue - Momenti di una distribuzione - Parametri di una distribuzione (media, mediana, moda, etc.) - Distribuzione binomiale - Distribuzione di Poisson - Istogrammi e curve limite - Distribuzione normale e funzione densità di probabilità di Gauss - Test del c² - Metodo dei minimi quadrati per retta e parabola - Covarianza e correlazione - Coefficiente di correlazione - Verifica delle ipotesi: test normale.  Analisi degli errori: Definizione di errore - Errori casuali e sistematici  - Media e varianza - Stime di massima verosimiglianza di media e varianza per variabili casuali - Propagazione di errori casuali - Varianza della media - Media pesata - Criterio di Chauvenet - Teoria di Laplace degli errori.

Laboratory experiments: Three experiments between: rails on an air cushion - great plane - simple pendulum - Rotating arm - Gas thermometer.

In addition, for all students: pendulum oscillation - radiative decay - high precision misurations

The course provides the fundamental notions for the calculation of probability and statistics. Applications of these concepts to data evaluation and analysis of uncertainties are illustrated through examples and laboratory experiments.

The program comprises: Probability and Statistics: Frequency and Probability - Theorems of the total and conditioned probability - discrete and continuous distributions - moments of the distributions - distribution parameters (mean, median, mode, etc.) - binomial distribution - Poisson distribution - histograms and limit curves - normal distribution and Gauss density probability function - c² test - least-squares method for lines and parabolas – covariance and correlation - correlation coefficient - verification of hypotheses: tests based on the normal distribution. Analysis of errors: definition of error - random and systematic errors – mean and variance – maximum likelihood estimation of random variable mean and variance - propagation of random errors - variance of the average - weighed mean - Chauvenet criterion - Laplace error theory.