FISICA MEDICA M - Z

L’obiettivo principale è rappresentato dalla consapevole appropriazione da parte dello studente delle capacità descrittive e predittive della fisica applicata a fenomeni propri dei sistemi biologici in vista anche delle conoscenze richieste nel prosieguo del Corso di Laurea. Lo studente dovrà:

- saper applicare opportunamente le nozioni riguardanti le grandezze fisiche e l'analisi dimensionale;

- saper applicare il calcolo vettoriale nella risoluzione dei problemi fisici in ambito bio-medicale;

- saper risolvere quesiti inerenti a problematiche di cinematica, statica e dinamica del punto materiale;

- saper applicare le conoscenze di fluidostatica e fluidodinamica a problemi reali in ambito bio- medicale;

- saper applicare i concetti fondamentali di termologia;

- saper applicare i concetti fondamentali di acustica;

- saper applicare i concetti fondamentali relativi allo spettro elettromagnetico.

Le lezioni e le esercitazioni guidate permetteranno di acquisire le competenze richieste sia per comprendere ed interpretare le leggi fisiche dal punto di vista fenomenologico e dimensionale, sia per impostare in modo scientifico e quantitativo la risoluzione di semplici problemi in questo ambito.

Inoltre, in riferimento ai cosiddetti Descrittori di Dublino, questo corso contribuisce ad acquisire le seguenti competenze trasversali:

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding):

Sviluppare la capacità di inquadrare e comprendere i concetti base della fisica e saperli riconoscere, utilizzare e applicare nelle situazioni reali.

Autonomia di giudizio (making judgements):

Essere in grado di inquadrare un problema ed elaborare autonomamente soluzioni.

Abilità comunicative (communication skills):

Acquisire le necessarie abilità comunicative e di appropriatezza espressiva nell'impiego del linguaggio tecnico scientifico.

Capacità di apprendimento (learning skills):

Acquisire le necessarie conoscenze e metodologie teoriche per poter affrontare, studiare e comprendere il funzionamento alla base delle varie metodologie e situazioni con cui lo studente dovrà confrontarsi nel suo lavoro professionale.

Esempi per l'attribuzione del voto d'esame

La valutazione della prova tiene conto del livello di comprensione dei principi fisici, della capacità di applicare le conoscenze alla risoluzione di problemi, della correttezza dei procedimenti matematici e della chiarezza delle argomentazioni.

Esame non superato (<18/30): lo studente evidenzia lacune significative nella conoscenza degli argomenti fondamentali del corso, non è in grado di impostare correttamente la risoluzione dei problemi e commette errori concettuali e/o procedurali tali da compromettere il raggiungimento degli obiettivi minimi dell'insegnamento.

Voto 18–21: lo studente possiede una conoscenza essenziale degli argomenti principali. È in grado di impostare semplici problemi applicativi, pur con alcune imprecisioni nei calcoli, nell'impostazione o nell'interpretazione dei risultati. Il linguaggio scientifico è sufficientemente appropriato.

Voto 22–25: lo studente dimostra una discreta conoscenza degli argomenti del corso e sa applicare correttamente i principali modelli fisici alla risoluzione dei problemi proposti. Gli errori sono occasionali e non compromettono sostanzialmente la correttezza del procedimento. Le argomentazioni risultano generalmente chiare e coerenti.

Voto 26–28: lo studente mostra una buona padronanza dei contenuti, imposta e risolve correttamente anche problemi di media complessità, utilizzando gli strumenti matematici e

interpretando in modo corretto i risultati ottenuti. Espone con precisione e utilizza un linguaggio scientifico appropriato.

Voto 29–30 e lode: lo studente dimostra una conoscenza completa e approfondita degli argomenti del corso, affronta con autonomia e rigore problemi anche complessi, giustifica le scelte risolutive con argomentazioni corrette e interpreta criticamente i risultati ottenuti. L'esposizione è chiara, rigorosa e caratterizzata da un uso preciso del linguaggio della fisica. La lode è attribuita a prestazioni eccellenti, prive di errori

INTRODUZIONE (2h): Grandezze fisiche, unità di misura, cifre significative, errore di misura, grandezze scalari e grandezze vettoriali, operazioni con i vettori, componenti di un vettore.

MECCANICA (8h): Moti unidimensionali. Moti piani. Accelerazione tangenziale e radiale in un moto piano. Leggi della dinamica. Esempi di forze. Momento di una forza. Prodotto vettoriale. Baricentro. Condizioni di equilibrio. Leve. Attrito statico e dinamico. Dinamica del moto circolare. Forza Centrifuga. Statica di articolazioni. Esempi di leve fisiologiche. Legge di Hooke e modulo di Young. Fratture ossee. Lavoro. Teorema dell’energia cinetica. Forze conservative e non conservative. Energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica totale. Quantità di moto.

MECCANICA DEI FLUIDI (8h): Densità e pressione nei fluidi. Legge di Stevino. Principio di Pascal. Principio di Archimede e galleggiamento dei corpi. Portata. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Fluidi viscosi. Moto in regime laminare. Legge di Poiseuille. Moto in regime turbolento. Legge di Stokes. Trascinamento viscoso. Centrifugazione. Coesione. Tensione superficiale. Legge di Laplace. Applicazione dell’equazione di continuità al circuito idrodinamico del sangue. Viscosità del sangue. Lavoro e potenza cardiaca. Variazioni di pressione nel circuito del sangue. Aneurisma e stenosi. Sfigmomanometro. Velocità di eritrosedimentazione, centrifugazione.

TERMODINAMICA (8h): Termometri e scale di temperatura, dilatazione termica di solidi e liquidi. Gas ideali. Cenni di teoria cinetica dei gas. Calore e lavoro. Calore specifico. Calore latente e cambiamenti di fase. Conduzione termica. Convezione. Irraggiamento. Energia interna. Primo principio della termodinamica. Termoregolazione. Metabolismo. Secondo Principio della termodinamica (cenni).

ELETTROMAGNETISMO (8h): Carica. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Campo di un dipolo elettrico. Campo elettrico uniforme. Potenziale elettrico. Capacità. Condensatori. Effetto dei dielettrici. Corrente elettrica. Legge di Ohm. Potenza dissipata ed effetto Joule. Resistenze in serie e in parallelo. Circuito RC e pacemaker. Campi magnetici. Forza agente su una carica. Legge di Faraday. Defibrillatore. Effetti della corrente.

ONDE E OTTICA (8h): Fenomeni ondulatori. Onde sonore. Ultrasuoni e applicazioni. Spettro delle onde elettromagnetiche. Riflessione della luce. Rifrazione della luce. Legge di Snell. Dispersione della luce. Riflessione interna totale. Fibre ottiche e applicazioni mediche. Formazione delle immagini da specchi e lenti. Microscopio ottico. Biofisica dell'occhio umano e difetti della vista.

1. D. Scannicchio, E. Giroletti - Elementi di Fisica Biomedica - EdiSES

2. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker - Fondamenti di Fisica, Ottava edizione italiana - CEA

3. R. A. Serway, J. W. Jewett - Fondamenti di Fisica - EdiSES

La prova scritta è composta da quesiti a risposta multipla, dalla risoluzione di alcuni problemi e da un quesito a risposta aperta. La prova è finalizzata a verificare la comprensione degli argomenti trattati durante il corso, nonché la capacità di applicare le conoscenze acquisite, individuando e sviluppando le strategie risolutive più appropriate. La valutazione della prova terrà conto dell'impostazione della risoluzione dei problemi, della correttezza dei calcoli, della precisione delle argomentazioni e della coerenza del procedimento seguito.

La prova scritta potrà essere seguita da un colloquio orale sugli argomenti del corso, su richiesta dello studente o del docente. Durante la prova orale verrà valutata la pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, la qualità dei contenuti, la capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma, la capacità di fornire esempi, la proprietà di linguaggio tecnico e la capacità espressiva complessiva dello studente.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere. 

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.

E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof.ssa Santina Chiechio.

Le domande di seguito riportate non costituiscono un elenco esaustivo ma rappresentano solo alcuni esempi.

Condizioni di equilibrio.

Esempi di leve fisiologiche.

Legge di Hooke e modulo di Young.

Conservazione dell’energia.

Legge di Stevino.

Equazione di continuità e applicazioni.

Teorema di Bernoulli e applicazioni.

Legge di Poiseuille.

Termometri e dilatazione termica.

Calore latente e cambiamenti di fase.

Termoregolazione.

Legge di Coulomb.

Campo e potenziale elettrico.

Legge di Ohm.

Potenziale d’azione.

Ultrasuoni e applicazioni.

Spettro delle onde elettromagnetiche.

Riflessione interna totale.