FISICA MEDICA A - F
Anno accademico 2023/2024 - Docente: Giulio MANICO'Risultati di apprendimento attesi
Sono previste lezioni frontali ed esempi di applicazione su specifici argomenti. Il bagaglio di conoscenze fornito allo studente lo mette in grado di affrontare i corsi più specifici del piano di studi; particolare importanza viene data al contributo della fisica nelle applicazioni nel campo biomedico contenute nel programma. Al termine del corso, lo studente avrà appreso gli elementi fondamentali del metodo sperimentale, le leggi fisiche di base e avrà avuto modo di conoscere diverse applicazioni delle stesse in campi inerenti al corso di studio. La correttezza formale nell’esposizione degli argomenti trattati viene tenuta in particolare considerazione, nell'ambito delle conoscenze matematiche acquisite dallo studente in corsi precedenti.
Si intendono perseguire i seguenti obiettivi formativi:
- accrescere la conoscenza e la capacità di comprensione riguardo ai fondamenti della fisica
- accrescere le competenze applicative relative a procedure metodologiche e strumentali utili anche per la ricerca in campo biologico
- stimolare la capacità logico-deduttiva
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni teoriche frontali ed esempi numerici su specifici argomenti.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Frequenza lezioni
Contenuti del corso
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. Moto dei corpi rigidi. 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. Momento di inerzia ed energia rotazionale. Quantità di moto. Teorema dell’impulso. Urti elastici e anelastici.
MECCANICA DEI FLUIDI (8h): Densità e pressione nei fluidi. Legge di Stevino. Principio di Pascal. Ventose. 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. Flottazione. 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). Diffusione molecolare. Pressione osmotica (cenni).
ELETTROMAGNETISMO (8h): Carica. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Campo di un dipolo elettrico. Campo elettrico uniforme. Potenziale elettrico. Capacita’. Condensatori. Effetto dei dielettrici. Corrente elettrica. Legge di Ohm. Potenza dissipata ed effetto Joule. Resistenze in serie e in parallelo. Forza elettromotrice. Circuito RC e pacemaker. Fenomeni bioelettrici. Potenziale d’azione. Propagazione degli impulsi nervosi. Campi magnetici. Forza agente su una carica. Solenoide. Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday. Generatore di corrente alternata. Trasformatore. Defibrillatore. Effetti della corrente. Risonanza magnetica nucleare.
ONDE E OTTICA (8h): Fenomeni ondulatori. Onde sonore. Ultrasuoni e applicazioni. Spettro delle onde elettromagnetiche. Effetti sulla salute umana. Polarizzazione. Legge di Malus. Laser e applicazioni. Riflessione della luce. Rifrazione della luce. Legge di Snell. Dispersione della luce. Riflessione interna totale. Fibre ottiche e endoscopi. Formazioni delle immagini da specchi e lenti. Microscopio ottico.
Testi di riferimento
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | INTRODUZIONE | |
| 2 | MECCANICA | |
| 3 | MECCANICA DEI FLUIDI | |
| 4 | TERMODINAMICA | |
| 5 | ELETTROMAGNETISMO | |
| 6 | ONDE E OTTICA |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L’esame consiste in una prova orale. La prova orale serve a verificare la conoscenza, la comprensione e l’esposizione degli argomenti trattati durante le lezioni.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
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.
Generatore di corrente alternata.
Ultrasuoni e applicazioni.
Spettro delle onde elettromagnetiche.
Riflessione interna totale.