دسترسی نامحدود
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
برای ارتباط با ما می توانید از طریق شماره موبایل زیر از طریق تماس و پیامک با ما در ارتباط باشید
در صورت عدم پاسخ گویی از طریق پیامک با پشتیبان در ارتباط باشید
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
درصورت عدم همخوانی توضیحات با کتاب
از ساعت 7 صبح تا 10 شب
ویرایش: [1 ed.]
نویسندگان: Giovanni Organtini
سری: Undergraduate Texts in Physics
ISBN (شابک) : 3030651398, 9783030651398
ناشر: Springer
سال نشر: 2022
تعداد صفحات: 410
زبان: English
فرمت فایل : EPUB (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود)
حجم فایل: 37 Mb
در صورت تبدیل فایل کتاب Physics Experiments with Arduino and Smartphones به فرمت های PDF، EPUB، AZW3، MOBI و یا DJVU می توانید به پشتیبان اطلاع دهید تا فایل مورد نظر را تبدیل نمایند.
توجه داشته باشید کتاب آزمایش های فیزیک با آردوینو و گوشی های هوشمند نسخه زبان اصلی می باشد و کتاب ترجمه شده به فارسی نمی باشد. وبسایت اینترنشنال لایبرری ارائه دهنده کتاب های زبان اصلی می باشد و هیچ گونه کتاب ترجمه شده یا نوشته شده به فارسی را ارائه نمی دهد.
این کتاب در مورد استفاده از آردوینو و گوشیهای هوشمند در آزمایشهای فیزیک، با تمرکز بر مکانیک، تکنیکهای مختلفی را از طریق مثال معرفی میکند. هدف اصلی این است که به دانشآموزان بیاموزیم که چگونه اندازهگیریهای معنادار را انجام دهند و چگونه آنها را تفسیر کنند. هر موضوع با یک آزمایش معرفی می شود. مواردی که در ابتدای کتاب هستند برای ساخت و تجزیه و تحلیل بسیار ساده هستند. با ادامه دروس، آزمایشها اصلاحتر میشوند و تکنیکهای جدیدی معرفی میشوند. به جای ارائه دستور العمل هایی که باید در حین اندازه گیری ها اتخاذ شوند، نیاز به مفاهیم جدید با مشاهده نتایج یک آزمایش افزایش می یابد. یک توجیه رسمی تنها پس از معرفی یک مفهوم به صورت تجربی ارائه می شود. بحث فراتر از اندازه گیری به معنای آنها از نظر فیزیک، اهمیت آنچه از قوانین استخراج شده و محدودیت های آنها آموخته می شود. بر اهمیت طراحی دقیق آزمایش ها به منظور کاهش خطاهای سیستماتیک و روی شیوه های خوب برای جلوگیری از اشتباهات رایج تأکید می شود. داده ها همیشه با استفاده از نرم افزار کامپیوتری تجزیه و تحلیل می شوند. ساختارهای C مانند در آموزش نحوه برنامه نویسی آردوینو معرفی می شوند، در حالی که جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از پایتون انجام می شود. چندین روش برای نمایش گرافیکی داده ها استفاده می شود.
This book on the use of Arduino and Smartphones in physics experiments, with a focus on mechanics, introduces various techniques by way of examples. The main aim is to teach students how to take meaningful measurements and how to interpret them. Each topic is introduced by an experiment. Those at the beginning of the book are rather simple to build and analyze. As the lessons proceed, the experiments become more refined and new techniques are introduced. Rather than providing recipes to be adopted while taking measurements, the need for new concepts is raised by observing the results of an experiment. A formal justification is given only after a concept has been introduced experimentally. The discussion extends beyond the taking of measurements to their meaning in terms of physics, the importance of what is learned from the laws that are derived, and their limits. Stress is placed on the importance of careful design of experiments as to reduce systematic errors and on good practices to avoid common mistakes. Data are always analyzed using computer software. C-like structures are introduced in teaching how to program Arduino, while data collection and analysis is done using Python. Several methods of graphical representation of data are used.
Preface Acknowledgements Contents 1 Physics and Nature Giovanni Organtini 1.1 Physics and Other Sciences 1.2 Measurements and the Laws of Physics 1.3 The Process of Measurement Summary References References 2 Establishing a System of UnitsProf. Giovanni Organtini 2.1 Measuring Light Intensity 2.2 Definition of Units 2.3 Systems of Units Summary References References 3 Collecting Data Giovanni Organtini 3.1 Instruments 3.2 Smartphones 3.3 Arduino 3.4 Open Source Makes It Better 3.5 Measuring Light Intensity with a Smartphone 3.6 Measuring Light Intensity with Arduino 3.7 Understanding Arduino Programming 3.8 Python Data Collection Summary 4 Uncertainties Giovanni Organtini 4.1 Data Analysis 4.2 Data Analysis with Python Summary 5 Establishing Physical Laws Giovanni Organtini 5.1 Light Transmission 5.2 Taking the Average with Arduino 5.3 A First Look at Data 5.4 Plotting Graphs and Interpolating Data 5.5 An Approximated Model 5.6 Non-polynomial Models 5.7 The Exponential Model Summary 6 Free-Fall and Accelerations Giovanni Organtini 6.1 Setting Up the Experiment 6.2 Measuring Times 6.3 Photogates 6.4 Measuring Time with Arduino 6.5 An Acoustic Stopwatch 6.6 Uncertainty Propagation 6.7 Measuring Accelerations 6.8 MEMS Accelerometers 6.9 Annotating Graphs 6.10 Instrument Characteristics Summary 7 Understanding Data Distributions Giovanni Organtini 7.1 On the Values Returned by Instruments 7.2 Probability 7.3 Bayes Theorem and Physics 7.4 Statistical Distribution of Data 7.5 Uniform Distribution 7.6 Expected Value, Variance and Moments 7.7 Combining Errors, Revisited 7.8 The Binomial Distribution 7.9 The Shape of the Bimonial Distribution 7.10 Random Walk 7.11 The Poisson Distribution 7.12 The Shape of the Poisson Distribution Summary References References 8 Counting Experiments Giovanni Organtini 8.1 Experiments with Binomial and Poisson Statistics 8.2 Operations on Lists 8.3 Chauvenet's Criterion 8.4 Simulating Advanced Experiments 8.5 Using Arduino Pins 8.6 The Phyphox Editor 8.7 Readily Available Particle Detectors 8.8 Image Manipulation with Python Summary Reference Reference 9 The Normal Distribution Giovanni Organtini 9.1 A Distribution Depending on the Distance 9.2 The Central Limit Theorem 9.3 Experimental Proof of the Central Limit Theorem 9.4 The Markov and Chebyschev Inequalities 9.5 Testing Chebyschev's Inequality 9.6 The Law of Large Numbers 9.7 The Uncertainty About the Average Summary 10 Kinematics Giovanni Organtini 10.1 Designing the Experiment 10.2 Measuring Time and Distances with Arduino 10.3 Ultrasonic Sensors 10.4 Arduino Data Acquisition 10.5 Collecting Data 10.6 Data Analysis 10.7 Evaluating the Goodness of a Fit 10.8 Data Processing 10.9 The χ2-Distribution 10.10 The Least Squares Method 10.11 Discarding Bad Data 10.12 Measuring Gravity Acceleration Summary 11 Oscillations Giovanni Organtini 11.1 An Experiment to Study Elasticity 11.2 A Study of Spring Dynamics with Smartphones 11.3 Obtaining Parameters from Data 11.4 Extracting and Manipulating Data 11.5 Optimisation Methods 11.6 A Harmonic Oscillator with Arduino 11.7 Newton's Laws 11.8 A Widely Applicable Model Summary Reference Reference 12 Maximum LikelihoodProf. Giovanni Organtini 12.1 Application of the Bayes Theorem to Measurements 12.2 An Experimental Proof 12.3 Parameter Estimation Summary 13 Physics in Non-inertial Systems Giovanni Organtini 13.1 Dynamics in Non-inertial Systems 13.2 Free-Fall 13.3 Custom Experiments with Phyphox 13.4 Centripetal and Centrifugal Accelerations 13.5 Coriolis Acceleration 13.6 Euler Acceleration Summary 14 Dynamics of Rigid Bodies Giovanni Organtini 14.1 A Cylinder Rolling Along an Incline 14.2 Using a Smartphone's Gyroscope Remotely 14.3 Arduino Gyroscopes and I2C Communications 14.4 The Arduino Wire Library 14.5 Using an SD Card 14.6 Using SD Cards to Store Data 14.7 The Native SPI Protocol Summary References References 15 Wave Mechanics Giovanni Organtini 15.1 Making Waves 15.2 Command Line Options 15.3 Properties of a Wave 15.4 The Student's t-Distribution 15.5 Interference 15.6 Finding the Distribution of a Random Variable 15.7 Beats 15.8 Collecting Audio Data with Arduino 15.9 Dimensional Analysis 15.10 Temperature Measurements with Arduino 15.11 The 1-Wire Protocol 15.12 Establishing a Correlation Summary References References Index Index