Úvod do praktické fyziky NOFY055
Mgr. Jan Matoušek, Ph.D.
Katedra fyziky nízkých teplot
Skupina pro spolupráci s CERN
místnost V168, 1. patro, Vývojové dílny Troja
e-mail:
Kruh 13: Úterý 10:40 T8
Kruh 18: Středa 14:00 T8
Podle platných nařízení prohíhá výuka distanční formou. Každý seminář se skládá z teoretické části (přednáška) a praktické části (cvičení). Prof. Čížek nahrál na web přednášky (odkazy níže), tyto přednášky doporučuji sledovat.
V době kdy se má seminář konat podle rozvrhu bude probíhat on-line mítink v programu Zoom (). Během tohoto mítinku budete mít možnost pokládat dotazy a diskutovat o tématu semináře.
Ve cvičení budeme používat následující software: Excel, ROOT, Matlab, Python, Gnuplot, Origin. Ohledně ROOTu doporučuji postupovat podle aktuálního návodu, nejjednodušší je hned první možnost "Download a pre-compiled binary distribution". Návod na instalaci ostatních programů najdete na hlavní stránce předmětu Úvod do praktické fyziky.
Podmínky pro získání zápočtu: Během semestru je nutné absolvovat 2 písemné testy (teorie, viz ukázky testů na stránce prof. Čížka). Každý test je hodnocen v bodové škále 0–15 bodů. Dalších 8 bodů můžete získat za plnění 8 domácích úkolů (převážně praktických). Pro získání zápočtu je nutné dosáhnout v součtu z obou testů a úkolů alespoň 15 bodů (sníženo z původních 18).
- Přehled bodů (aktualizace: 11. 2.)
- Programování pro potřeby předmětu v příkladech
- Opravné úlohy k zápočtu.
Seminář 1: Statistická a systematická chyba, platné číslice
- Přednáška prof. Čížka:
- Cvičení v programu Excel nebo Calc:
- cvičení
- Excel soubor prumery.xlsx
- Seminární úloha
- data k úloze 2
- úloha 1: vzorové řešení
- úloha 2: vzorové řešení
- Stručné shrnutí
Seminář 2: Maximální chyba, třída přesnosti, analogové a digitální přístroje
- Přednáška prof. Čížka:
- Cvičení (výpočet systematické chyby, přenos maximální chyby):
- pdf prezentace (aktualizováno 7. 10.: řešení příkladu s měřením hustoty)
- videozáznam (1. část)
- videozáznam (2. část)
- Bodovaný úkol č. 1 (lze odevzdávat do 20. 10. 2020)
- Stručné shrnutí
Seminář 3: Náhodná proměnná a její popis
- Přednáška prof. Čížka:
- Cvičení (generování náhodných čísel, Python, Excel):
- pdf prezentace,
- videozáznam (1. část)
- videozáznam (2. část)
- spektrální test generátorů: Python, příklad použití funkce
- histogram, metoda inverzní distribuční funkce: Excel/Calc (listy 1, 2)
- Stručné shrnutí
Seminář 4: Histogram, momenty rozdělení
- Přednáška prof. Čížka:
- Cvičení (histogramy z experimentálních dat, ROOT)
- pdf prezentace,
- makra pro ROOT: upf_cv4_hist.cc, upf_cv4_mom.cc, data.dat, upf_cv4_sim.cc,
- videozáznam (1. část)
- videozáznam (2. část)
- Bodovaný úkol č. 2 (lze odevzdávat do 4. 11. 2020)
- zadání, data 1, data 2
- Příklady správných řešení: Python (M. Rojik, .pdf, .py), Excel (D. Vojtasová, .xlsx) a Matlab (M. Petružálek, .pdf .m).
- Stručné shrnutí
Seminář 5: Binomické a Poissonovo rozdělení
- Přednáška prof. Čížka:
- Cvičení (histogramy, Python)
- pdf prezentace,
- data MZ ČR, upf_cv5_praha.py (binomické) upf_cv5_zahr.py(Poissonovo)
- videozáznam (1. část ze 27. 10.)
- videozáznam (2. část ze 27. 10.)
- videozáznam (1. část ze 4. 11.)
- videozáznam (2. část ze 4. 11.)
- Bodovaný úkol č. 3 (lze odevzdávat do 11. 11. 2020)
- Stručné shrnutí
Seminář 6: Rovnoměrné, normální a Cauchyho rozdělení
- Přednáška prof. Čížka:
- Cvičení (Gnuplot, Excel)
- pdf prezentace,
- skripty pro gnuplot: normální rozdělení f(x), F(x), f(x) s plochou pod křivkou,
- skript pro gnuplot k transformaci náhodné proměnné
- videozáznam (1. část 3. 11.)
- videozáznam (2. část 3. 11.)
- videozáznam (1. část 11. 11.)
- videozáznam (2. část 11. 11.)
- Stručné shrnutí
Seminář 7: Centrální limitní věta, kovariance, korelace
- Přednáška prof. Čížka:
- Cvičení (ROOT)
- ROOT: demonstrace centrální limitní věty
- ROOT: distribuce dvou náhodných proměnných
- videozáznam (1. část 10. 11.)
- videozáznam (2. část 10. 11.)
- videozáznam (1. část 18. 11.)
- videozáznam (2. část 18. 11.)
- Stručné shrnutí
Seminář 8: Metoda přenosu chyb
- Přednáška prof. Čížka:
- Cvičení (Excel/Calc, gnuplot)
- prezentace
- upf_cv8.ods
- Skripty pro gnuplot: Taylor 1D, Taylor 2D, fit a extrapolace, data k fitu.
- videozáznam (1. část)
- videozáznam (2. část)
- Stručné shrnutí
- Bodovaný úkol č. 4 a 5 (lze odevzdávat do 15. 12. 2020)
- zadání
- Řešení v Pythonu (M. Rojik): PDF k úkolu 4, kód k úkolu 4, kód k úkolu 5.
- Řešení v Rootu (M. Sitko): PDF kód k úkolu 4 kód k úkolu 5.
- Řešení v Pythonu (J. Matoušek): grafy (v PDF), kód,
Seminář 9: Odhady parametrů, metoda maximální věrohodnosti
- Přednáška prof. Čížka:
- Cvičení
- prezentace
- numerická maximalizace věrohodnosti upf_cv9_BW.cc
- videozáznam (1. část)
- videozáznam (2. část)
- 1. test se koná 1. 12. Zadání bude zveřejněno zde po semináři, t.j. cca ve 12:00. Bude obsahovat několik úloh, odevzdání bude do 2. 12. do 12:00.
- Všechny příklady včetně řešení
- Vygenerovat test
- Další vzorové příklady a seminární úlohy na stránce prof. Čížka
- Stručné shrnutí
Seminář 10: Metoda nejmenších čtverců
- Přednáška prof. Čížka:
- Cvičení (Excel/Calc, Gnuplot)
- prezentace
- lineární regrese: data, gnuplot, Excel/Calc.
- videozáznam (1. část)
- videozáznam (2. část)
- Stručné shrnutí
- Bodovaný úkol č. 6 a 7 (lze odevzdávat do 6. 1. 2021)
- zadání, data.
- složka pro odevzdání (nahrávejte soubory pojmenované ve formátu jmeno_prijmeni)
Seminář 11: Metoda nejmenších čtverců prakticky
- Cvičení (ROOT, Python, Matlab, Origin)
Seminář 12: Chi-kvadrát test kvality fitu
- Přednáška 11 prof. Čížka:
- Přednáška 12 prof. Čížka:
- Cvičení
- prezentace
- Nelineární fit: data, Python.
- videozáznam (1. část)
- videozáznam (2. část)
- Stručné shrnutí
Seminář 13: Kompletní příklad zpracování dat
- Přednáška prof. Čížka:
- Cvičení
- 2. test se koná v pátek 8. 1. od 9:00
- Vygenerovat test
- Řešení testu (většiny úloh, zbytek bude doplněn brzy)