Obiettivi formativi
Fornire gli strumenti di base, matematici e fisici, per affrontare argomenti di crescente complessità, propedeutici anche ad altre importanti discipline del Corso di Laurea, quali Chimica, Biologia, Fisiologia, Biochimica, ecc. ; introdurre lo studente allo studio ed all’applicazione del metodo sperimentale, fondamentale strumento di indagine in ogni disciplina scientifica. Il corso si ripromette anche di fornire i rudimenti concettuali per la comprensione di alcune importanti tecnologie che sempre con maggiore frequenza accompagnano l’opera del medico e del dentista quali ad esempio trasduttori per ecografia a ultrasuoni, sistemi laser, apparati radiologici, NMR.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Grandezze fisiche e loro misura: Misura di una grandezza fisica - Dimensioni - Unità - Errori - Valore medio - Deviazione standard e sua approssimazione campionaria - Grandezze vettoriali.Fondamenti della dinamica: Principi della dinamica - Forza, lavoro ed energia - La forza peso - Teorema dell’energia cinetica - Campi di forze conservativi - Energia potenziale - Conservazione dell’energia meccanica - Centro di massa e sue proprietà - Conservazione della quantità di moto - Cenni ai problemi d’urto - Momento di una forza - Cenni al moto dei corpi rigidi - Le leve e il corpo umano -Conservazione del momento angolare - Fenomeni elastici, legge di Hooke e moduli di elasticità - Elasticità dei vasi sanguigni e delle ossa.Fluidostatica e Fluidodinamica: La pressione - Leggi di Stevino, Pascal e Archimede - Legge di Stevino per i fluidi comprimibili - Pressione atmosferica e barometro di Torricelli -Tensione superficiale e formula di Laplace - Capillarità e legge di Jurin - Embolia gassosa - Portata di un condotto - Liquido ideale e teorema di Bernoulli - Sue implicazioni per la circolazione sanguigna - Liquidi reali e viscosità - Moto laminare e teorema di Poiseuille - Resistenza idraulica - Implicazioni per i casi dell’individuo iperteso o sotto sforzo - Formula di Stokes e velocità di sedimentazione - Regime turbolento e numero di Reynolds - Fluidi non Newtoniani - Cenni sul lavoro cardiaco.Termologia e Termodinamica: Dilatazione termica - Temperatura e calore - Leggi dei gas e temperatura assoluta - Equazione di stato dei gas perfetti e approssimazione per i gas reali - Cenni di teoria cinetica dei gas - Calori specifici - Passaggi di stato e calore latente - Meccanismi di propagazione del calore - Primo e secondo principio della termodinamica - Macchine termiche e rendimento - Entropia e disordine.Onde e Acustica: Processi ondosi, equazione d’onda e parametri caratteristici - Interferenza e battimenti - Onde stazionarie - Risonanza - Diffrazione e principio di Huyghens - Suono e suoi caratteri distintivi - Effetto Doppler - Ultrasuoni e loro applicazione in campo biomedico.Ottica:; Riflessione e rifrazione - Riflessione totale e fibra ottica - Sistema ottico, fuochi e potere diottrico - Diottro sferico - Lenti sottili, specchi e costruzione delle immagini - Microscopio composto - Potere risolutivo - L’occhio come sistema diottrico - Principali ametropie e loro correzione mediante lenti - Aspetti ondulatori della luce, reticolo di diffrazione, polarizzazione e polarimetria - La luce laser.Elettricità, magnetismo e correnti elettriche: Cariche elettriche e legge di Coulomb - Campo elettrico - Lavoro del campo elettrico e potenziale elettrostatico - Campo dipolare - Cenni su fibra muscolare ed elettrocardiogramma - Teorema di Gauss e sue applicazioni - La gabbia di Faraday - Capacità elettrica e condensatore - Intensità di corrente - Cenni sulla struttura elettronica di isolanti, conduttori metallici e semiconduttori - La legge di Ohm - Resistenze in serie e parallelo - Forza elettromotrice - Effetto termico della corrente - Conduzione elettrica nei liquidi - Passaggio della corrente nel corpo umano - Effetto termoionico e fotoelettrico - Campo magnetico e sua azione su correnti e magneti - Legge di Biot-Savart - Teorema della circuitazione di Ampère - Solenoide - Induzione elettromagnetica - Autoinduzione - Tensione e corrente alternata - Impedenza - Onde elettromagnetiche.Radiazioni: Struttura dell’atomo e del nucleo -; Isotopi instabili e radiazione alfa, beta, gamma - Legge del decadimento radioattivo e vita media - Rivelazione delle radiazioni - Applicazioni biomediche dei radioisotopi - I raggi X (produzione, proprietà e meccanismi di assorbimento nella materia) - Cenni di TC, NMR, PET - Cenni di radioprotezione.
Programma esteso
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Bibliografia
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<p>1. Appunti delle lezioni <br />
2. J. Walker "Fondamenti di Fisica" ed. Zanichelli (Bologna)<br />
3. J. W. Kane – M. M. Sternheim: “Fisica Biomedica", ed. E.M.S.I. (Roma)<br />
4. Serway e Jewett “Principi di Fisica” ed. EdiSES (Napoli)<br />
5. D.Halliday-R.Resnick-J.Walker: "Fondamenti di Fisica",Casa Ed. Ambrosiana (Milano).<br />
6. F. Borsa – D. S. Scannicchio: “Fisica”, ed. UNICOPLI (Milano)<br />
7. Risorse e link da Internet </p>
Metodi didattici
Prove scritte in itinere ed esame orale finale
Modalità verifica apprendimento
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Altre informazioni
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