Il volume è destinato agli studenti del corso di laurea in Scienze biologiche, e ha lo scopo di guidarli nella pratica del metodo sperimentale di laboratorio, assimilandone così le basi. Nella prima parte vengono illustrati il concetto di errore sperimentale, la teoria statistica degli errori, l'analisi della sensibilità e della precisione degli strumenti, la teoria della misura, i metodi di trattazione dei dati sperimentali e infine alcuni dei più comuni modelli statistici di test delle ipotesi. La seconda parte è dedicata alla presentazione di alcuni tipici esperimenti di laboratorio. La scelta degli esperimenti è stata effettuata privilegiando soprattutto la semplicità del fenomeno fisico preso in esame e la trasparenza del funzionamento degli strumenti impiegati, e ponendo l'accento inoltre sulla metodologia della misura e sull'analisi dei dati. L'obiettivo è appunto quello di familiarizzare lo studente con le procedure che si incontrano più frequentemente nei laboratori.

Parte prima Raccolta e analisi dei dati sperimentali 1. Introduzione Il metodo scientifico e il linguaggio matematico 1.1. Il metodo scientifico 2. Come si fanno le misure 2.1. Strumenti di misura e unità di misura 2.2. Il sistema internazionale di unità di misura: SI 2.3. Incertezza di misura ed errori sperimentali 2.4. Errori massimi, semidispersione massima 2.5. Esempio: misura di una lunghezza 2.6. Cifre significative e scrittura scientifica dei numeri 2.7. Ordini di grandezza 2.8. Esempio: misura di un'area 2.9. Propagazione degli errori massimi nelle misure indirette 2.10. Errori relativi 2.11. Domande e problemi 3. Il confronto tra misure e teoria 3.1. Introduzione 3.2. Esempio: misura di due grandezze fisiche interdipendenti 3.3. Il confronto delle misure con formule matematiche 3.4. Il metodo delle rette di minima e massima pendenza 3.5. Domande e problemi 4. Probabilità e statistica 4.1. Introduzione 4.2. Probabilità 4.3. Elementi di calcolo combinatorio 4.4. Distribuzione di probabilità e frequenza 4.5. Valore medio, varianza, deviazione standard 4.6. Distribuzione binomiale 4.7. Distribuzione di probabilità di Gauss o 'legge normale degli errori' 4.8. Distribuzione di probabilità di Poisson 4.9. Domande e problemi 5. Trattamento dei dati sperimentali 5.1. I vari tipi di errori sperimentali 5.2. Gli errori casuali o statistici 5.3. Media pesata 5.4. Propagazione degli errori casuali 5.5. Correlazioni 5.6. Metodo dei minimi quadrati 5.7. Esempi di applicazione del metodo dei minimi quadrati 5.8. Domande e problemi 6. Test di verosimiglianza 6.1. L'uso dei test di verosimiglianza 6.2. Il test del chi-quadro 6.3. Il test F 6.4. Il test di Student, o test t 6.5. Il test di Mc Nemar 6.6. Domande e problemi Parte seconda Esperimenti rappresentativi 7. Esperimenti sulle tecniche e sulla teoria della misura 7.1. Primo esperimento. Statistica 7.2. Secondo esperimento. Misure dirette e indirette: propagazione degli errori 8. Esperimenti di meccanica 8.1. Terzo esperimento. Caduta libera di un grave 8.2. Quarto esperimento. Osservazione di un moto oscillatorio periodico: il pendolo semplice 9. Meccanica dei liquidi 9.1. Quinto esperimento. Verifica del teorema di Torricelli 10. Esperimento di termodinamica 10.1. Sesto esperimento. Misura del calore specifico di un materiale solido 11. Esperimenti di elettrodinamica 11.1. Settimo esperimento. Scarica di un condensatore 11.2. Ottavo esperimento. Effetto Joule 12. Esperimento di ottica fisica 12.1. Nono esperimento. Luce polarizzata Appendice Indice analitico