Fizikalna merjenja

Vpis v letnik.
Opravljen izpit iz vaj kot pogoj za pristop k izpitu iz teorije.

Uvod. Fizikalne količine, definirane z merjenjem, enote, merjenje v živem svetu (kameleon, netopir, sova,…), delovna definicija merjenja in merilnega sistema.
Optimalna povratna zanka. Sistematične in naključne napake, normalna porazdelitev, združevanje meritev različnih negotovosti, merjenje spremenljivk enega sistema, diskretni optimalni filter za linearne sisteme – Kalmanov filter, prehod na zvezni zapis, beli šum, termični šum na uporu, pojem spektralne gostote.
Poenostavitve optimalne povratne zanke. Sistemi prvega, drugega in višjih redov, prenosne funkcije, odziv na standardne vhodne signale, Bodejev diagram. Metoda odziva sistema na periodično motnjo in fazno občutljiva detekcija, fazno vpeta zanka, vklepanje na resonančni vrh in cezijeva ura, metode najmanjših kvadratov, kompenzacijski merilni sistemi.
Vpliv merjenja na sistem. Vhodna in izhodna impedanca, Theveninov izrek, instrumentacijski ojačevalnik, prenos signalov po kablu, karakteristična impedanca.
Merjenje in statistika. Preizkušanje hipotez o parametrih normalne porazdelitve, statistike T, hi-kvadrat, F, U, intervalsko ocenjevanje parametrov, prilagoditveni testi – Pearsonov hi-kvadrat, test Kolmogorova.
Merjenja pomembnih količin. Merjenje frekvence in časa, majhnih premikov, temperature, zvoka, sile, pospeška, kotne hitrosti.

A. Likar, Osnove fizikalnih merjenj in merilnih sistemov, DMFA, Izbrana poglavja iz fizike 26, 2011
A. Likar, D. Cvetko, G. Planinšič, Zgledi iz fizikalnih merjenj, DMFA, Izbrana poglavja iz fizike 43, 2011
P. Horowitz, W. Hill, The art of electronics, 2nd (3rd) ed., Cambridge University Press, 1990 (2013)
E. O. Doebelin, Measurement systems, 5th ed. , McGrow-Hill, 2004

Predmet posreduje osnovna znanja, ki jih fizik potrebuje pri delu v razvojnem ali raziskovalnem laboratoriju. Poudarek je na zlitju izmerkov in dinamičnega zakona, ki se mu merjeni sistem do znane natančnosti pokorava. Različni merski prijemi so le posebni primeri te osnovne sheme.

Znanje in razumevanje: Obravnavana snov daje razumevanje pravilne zgradbe merilnih sistemov iz prvih principov, kar slušatelje usposablja za samostojno načrtovanje takih sistemov.
Uporaba: Zanesljivo merjenje spada med fizikova osnovna opravila.
Refleksija: Merilno ozaveščeni strokovnjak se loteva konkretne naloge s študijem njenih osnov. To je dokazano najboljši pristop k inovativnim strokovnim nalogam.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet: Spretnost pri delu s podatki lahko fizik uspešno prenaša na druga delovna področja.

Predavanje, vaje, domače naloge in konzultacije.

2 kolokvija namesto izpita iz vaj / izpit iz vaj
Izpit iz teorije
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

1. SCHIROS, Theanne, KLADNIK, Gregor, CVETKO, Dean. Donor-acceptor shape
   matching drives performance in photovoltaics. Adv. energy mater. (Print),
   2013, vol. 3, iss. 7, str. 894-902, doi: 10.1002/aenm.201201125 [COBISS-SI-ID
   2547556]
2. KLADNIK, Gregor, CVETKO, Dean, BATRA, Arunabh, DELL'ANGELA, Martina,
   COSSARO, Albano, KAMENETSKA, Maria, VENKATARAMAN, Latha, MORGANTE,
   Alberto. Ultrafast charge transfer through noncovalent AuN interactions in
   molecular systems. The journal of physical chemistry. C, Nanomaterials and
   interfaces, [in press] 2013, 16 str., doi: 10.1021/jp405229b [COBISS-SI-ID
   26934567]
3. BATRA, Arunabh, KLADNIK, Gregor, VÁZQUEZ, Héctor, MEISNER, Jeffrey S.,
   FLOREANO, Luca, NUCKOLLS, Colin, CVETKO, Dean, MORGANTE, Alberto,
   VENKATARAMAN, Latha. Quantifying through-space charge transfer dynamics
   in TT-coupled molecular systems. Nature communications, 2012, vol. 3, str.
   1086-1-1086-7, doi: 10.1038/ncomms2083 [COBISS-SI-ID 26125351]
4. COSSARO, Albano, CVETKO, Dean, FLOREANO, Luca. Amino-carboxylic
   recognition on surfaces : from 2D to 2D + 1 nano-architectures. PCCP. Phys.
   chem. chem. phys. (Print), 2012, vol. 14, issue 38, str. 13154-13162, doi:
   10.1039/C2CP41790A [COBISS-SI-ID 26052903]
5. COSSARO, Albano, PUPPIN, Michele, CVETKO, Dean, KLADNIK, Gregor,
   VERDINI, Alberto, CORENO, Marcello, SIMONE, Monica de, FLOREANO, Luca,
   MORGANTE, Alberto. Tailoring SAM-on-SAM formation. J. phys. chem. lett., vol.
   2, no. 24, str. 3124-3129, doi: 10.1021/jz201415k [COBISS-SI-ID 25431335]