Εισαγωγή στην ανάλυση πειραματικών μετρήσεων - Απλά πειράματα φυσικής

Κριτής κάθε επιστημονικής θεωρίας είναι το πείραμα –η εκτέλεση ενός πειράματος απαιτεί μεγάλο χρόνο προετοιμασίας, εξειδικευμένα όργανα μέτρησης, οξυδέρκεια και διορατικότητα.

Τα βιβλία που κυκλοφορούν διεθνώς για την ανάπτυξη της πειραματικής διαίσθησης σε φοιτητές και μαθητές είναι πολύ λίγα, κάτι που οφείλεται κυρίως στο ότι οι οδηγίες για τον σχεδιασμό και την εκτέλεση ενός πειράματος εξαρτώνται από τα όργανα που έχουμε στη διάθεσή μας. Στο βιβλίο αυτό παρέχονται οδηγίες για τον σχεδιασμό και την ανάλυση πειραμάτων μηχανικής, θερμότητας, ηλεκτρομαγνητισμού και οπτικής με απλά επιστημονικά όργανα, τα οποία είναι σήμερα διαθέσιμα σε όλα σχεδόν τα τμήμα-τα θετικών επιστημών των ΑΕΙ, καθώς και σε κάποιες σχολές Μέσης Εκπαίδευσης.

Το βιβλίο έχει σχεδιαστεί ώστε να είναι πλήρες και ανεξάρτητο. Περιλαμβάνει αρκετή θεωρία για την παρουσίαση των πειραματικών μετρήσεων σε πίνακες και γραφικές παραστάσεις, τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων και την εξαγωγή συμπερασμάτων –έτσι ώστε ο φοιτητής να μη χρειάζεται να ανατρέξει σε άλλα βιβλία στατιστικής– και οδηγίες για την παρουσίαση ενός πειράματος σε μορφή επιστημονικής εργασίας.

Πριν την παρουσίαση των αντίστοιχων πειραμάτων, αναλύεται διεξοδικά ο τρόπος λειτουργίας βασικών επιστημονικών οργάνων και ο τρόπος μέτρησης ορισμένων μεγεθών. Επίσης, στον σχεδιασμό και την εκτέλεση των πειραμάτων δίνονται αρχικά πλήρεις οδηγίες οι οποίες σιγά-σιγά ελαττώνονται, ώστε ο φοιτητής να αυτενεργεί και να αναπτύσσει την πειραματική του οξυδέρκεια. Στις πρώτες ασκήσεις δίνεται η αναφορά του πειράματος, με πραγματικές μετρήσεις, η οποία αποσύρεται σταδιακά ώστε ο φοιτητής να μπορέσει να αναπτύξει τον δικό του τρόπο παρουσίασης μιας επιστημονικής εργασίας.

Ελπίζουμε ότι το βιβλίο αυτό θα βοηθήσει στην καλλιέργεια της λογικής σκέψης και του κριτικού πνεύματος, τα οποία αποτελούν απαραίτητα στοιχεία για κάθε μελλοντικό επιστήμονα.

Περιεχόμενα:

Εισαγωγή
Χαρακτηριστικά των πειραματικών μετρήσεων
Επεξεργασία πειραματικών δεδομένων
Επεξεργασία πειραματικών δεδομένων
Κοινή λογική και πείραμα
Δημοσίευση του πειράματος
Βασικά όργανα και πειραματικές διατάξεις για τη μέτρηση μεγεθών
Πειράματα μηχανικής
Πειράματα θερμότητας
Πειράματα ηλεκτρισμού και μαγνητισμού
Πειράματα κυματικής-οπτικής
Παραρτήματα
Ο Ματθαίος Καμαράτος είναι Αναπληρωτής Καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων. Πήρε το Διδακτορικό του δίπλωμα από το ίδιο Πανεπιστήμιο και διδάσκει Πειραματική Φυσική για πολλά χρόνια σε προπτυχιακό και μεταπτυχιακό επίπεδο. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα αφορούν την Πειραματική Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης και συγκεκριμένα την ανάπτυξη υπέρλεπτων υμενίων και νανοδομών σε επιφάνειες στερεών.