Appunti Laboratorio di Fisica 1

Errori e misure

La fisica è la descrizione della natura e delle leggi che la governano e per verificare una qualsiasi di queste leggi fisiche è necessario svolgere delle misure. Misurare significa confrontare. La misura di una grandezza è infatti il rapporto tra la grandezza ed un’altra ad essa omogenea, scelta come unità di misura.

Tutte le misure sono però soggette ad incertezze che noi dobbiamo essere in grado di calcolare e ridurre al minimo anche se saranno sempre presenti per diversi motivi tra cui:

• Condizioni sperimentali, che non vengono mai riprodotte esattamente;
• Principio di indeterminazione, che interessa in generale tutta la fisica.

L’analisi degli errori è lo studio e il calcolo di queste incertezze nelle misure, per ridurre il più possibile l’errore e stabilire dunque la validità dei risultati; il risultato di queste misure approssimano quindi il valore “vero”, non misurabile e non noto in genere, al quale noi dobbiamo cercare di avvicinarci il più possibile.

Grandezze fisiche

Si distinguono due tipi di grandezze fisiche:

• Le grandezze fisiche fondamentali si ricavano attraverso una misura diretta, per confronto con un'unità campione;
• Le grandezze fisiche derivate si ricavano attraverso una misura indiretta, attraverso la combinazione di altre grandezze fisiche.

Strumenti di misura

Per la misura di una grandezza fisica utilizziamo degli apparecchi chiamati strumenti di misura i quali permettono il confronto della grandezza in esame con la relativa unità di misura. Generalmente, prima di essere utilizzati, sono sottoposti alla taratura, operazione di verifica e eventualmente regolazione (calibrazione) delle loro caratteristiche metrologiche. Questo avviene tramite un confronto con uno strumento di riferimento, chiamato campione.

Caratteristiche di uno strumento di misura:

• Rivelatore, sensore sensibile a una grandezza fisica che ne rivela la misura;
• Trasduttore (eventualmente), dispositivo destinato a convertire una grandezza fisica in un’altra;
• Dispositivo per la presentazione del risultato;
• Intervallo di funzionamento: varia tra un valore minimo misurabile, detto soglia (≈ 0), e un valore massimo misurabile, detto portata o indicazione di fondo scala;

Le caratteristiche metrologiche sono tutte quelle caratteristiche proprie di un sistema di misura che:

• Definiscono i limiti entro i quali è possibile fare una misurazione;
• Concorrono nella definizione della precisione strumentale.