Obiettivi formativi
Conoscenza delle leggi e dei fenomeni fisici alla base delle misure strumentali, delle
dimensioni e unità di misura e delle grandezze fisiche.
Introdurre lo studente alla logica del pensiero statistico e alla sua applicazione nella
pratica reale
Prerequisiti
nessuno
Contenuti dell'insegnamento
FISICA:
Introduzione: grandezze fisiche e loro misure; dimensioni, unità di
misura.Cinematica in una dimensione: velocità ed accelerazione; moto con
accelerazione costante.Cinematica in due dimensioni: scalari e vettori; moto di un
proiettile.Dinamica: le tre leggi di Newton; peso e forza normale; attrito;piano
inclinato.Moto circolare: cinetica e dinamica del moto circolare uniforme;
centrifugazione; satelliti artificiali.Lavoro ed energia: lavoro; energia cinetica e
principio lavoro-energia; energia potenziale; forze conservative; traformazioni
dell'energia e conservazione dell'energia.Quantità di moto: quantità di moto e sua
conservazione; urti elastici ed anelastici; centro di massa e baricentro; moto
traslatorio.Moto rotatorio: grandezze angolari; cinematica di un moto rotatorio
uniformemente accelerato; moto di rotolamento; momento torcente; dinamica
rotazionale; energia cinetica rotazionale; conservazione del momento
angolare.Fluidi: densità e peso specifico; pressione nei fluidi; principio di Pascal;
principio di Archimede; principio di Bernoulli; viscosità e legge di Poiseuille;
tensione superficiale e capillarità.Vibrazioni ed onde: moto armonico semplice;
energia del moto armonico semplice; pendolo; moto armonico smorzato; vibrazioni
forzate e risonanza; moti ondulatori; energia trasportata dalle onde; riflessione ed
interferenza; rifrazione e diffrazione.Suono: caratteristiche del suono; impedenze
acustiche; la sensazione sonora; rumore e colore del suono; interferenza e
battimenti; effetto Doppler; risonanza.Temperatura e calore: temperatura e
termometri; principio zero della termodinamica; legge dei gas perfetti; numero di
Avogadro; diffusione; energia interna di in gas ideale; calorimetria; trasmissione del
calore.Termodinamica: Iº principio della termodinamica; IIº principio della
termodinamica; le macchine termiche; l'entropia.Elettromagnetismo: atomi e
molecole; campo elettrico e conduttori; potenziale elettrico e campo elettrico;
capacità elettrica; correnti elettriche; resistenza elettrica; potenza elettrica; poli
magnetici; campo magnetico; forza elettromotrice; correnti in campo magnetico.
STATISTICA:
Introduzione : statistica medica e discipline affini. La logica e la pianificazione
statistica. Cenni di calcolo combinatorio: permutazioni, disposizioni, combinazioni.
Applicazioni. Cenni di calcolo delle probabilita' : probabilita' semplice e composta,
teorema di Bayes. Odds. Odds ratios. Likelihood ratios. applicazioni.
Distribuzioni di probabilita' : distribuzione binomiale, distribuzione di Poisson,
distribuzione Normale e Normale standard. Tabelle e loro uso.
Come riassumere i dati. Scale di misura. Misure di posizione, ordine e variazione.
Indici di tendenza centrale, media, mediana, moda. Indici di variabilita', varianza,
deviazione standard, CV. Percentili e loro uso.
Principi generali della inferenza statistica. La distribuzione campionaria. Ipotesi e
test di ipotesi. Errore di I e II tipo. Potenza di un test e curva operativa. Test
parametrici : test t di Student, Analisi della varianza ad 1 e 2 criteri di
classificazione. Test non parametrici : test di Wilcoxon, test di Mann-Whitney, test di
Kruskal-Wallis, test di Friedman, test della mediana, test chi-quadrato, test esatto di
Fisher.
Cenni di regressione lineare e correlazione.
Programma esteso
Fisica
Introduzione ai fenomeni fisici – Grandezze fisiche e leggi fisiche – Il metodo sperimentale – Unità di misura fondamentali e derivate – Equazioni dimensionali – Sistemi di unità di misura – Sistema internazionale – Rappresentazione delle leggi fisiche. – Incertezze ed errori – propagazione degli errori – Grandezze vettoriali
– Fondamenti della dinamica: Principi della dinamica – Forza, lavoro ed energia – 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 – Momento di una forza – Cenni al moto dei corpi rigidi – Le leve e il corpo umano – Fenomeni elastici, legge di Hooke e moduli di elasticità – Flessione e torsione – Elasticità dei vasi sanguigni e delle ossa
– Onde e Acustica: Processi ondosi, equazione d’onda e parametri caratteristici – Onde stazionarie – Risonanza – Diffrazione e principio di Huyghens – Suono e suoi caratteri distintivi – Effetto Doppler – Ultrasuoni e loro applicazione in campo biomedico
– Fluidostatica e Fluidodinamica: La pressione – Leggi di Stevino, Pascal e Archimede – Pressione atmosferica e barometro di Torricelli – La pressione arteriosa e sua misura – 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 – Formula di Stokes e velocità di sedimentazione – Regime turbolento e numero di Reynolds – 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
– Ottica: Riflessione e rifrazione – Riflessione totale e fibra ottica – Diottro sferico – Lenti sottili, specchi e costruzione delle immagini – Microscopio composto – Potere risolutivo – L’occhio come sistema diottrico – Principali ametropie dell'occhio e loro correzione mediante lenti – Aspetti ondulatori della luce – 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 – Tensione e corrente alternata – Impedenza – Onde elettromagnetiche.
– Radiazioni: Struttura dell’atomo e del nucleo – Numeri quantici, orbitali elettronici e transizioni – Isotopi instabili e radiazione alfa, beta, gamma – Legge del decadimento radioattivo e vita media – Rivelazione delle radiazioni – Applicazioni biomediche dei radioisotopi - Raggi x (produzione, proprietà e meccanismi di assorbimento nella materia) - L'immagine radiologica
Bibliografia
FISICA:
Giambattista, McCarthy Richardson, Richardson: Fisica Generale,Ed. McGraw-Hill (Milano).
Bersani, Bettati, Biagi, Capozzi, Feroci, Lepore, Mita, Ortalli, Roberti, Viglino, Vitturi:
Fisica biomedica, Ed. Piccin Nuova Libraria (Padova).
Scannicchio: Fisica Biomedica, Ed. EdiSES (Napoli).
STATISTICA:
1) Appunti delle lezioni
2) Stanton A. Glantz : Statistica per discipline Bio-mediche - ed. McGraw-Hill
3) Sidney Siegel, N. John Castellan Jr. : - Statistica non parametrica - ed. McGraw-Hill
4) Risorse e link da Internet
Metodi didattici
lezioni frontali
Modalità verifica apprendimento
esame scritto
Altre informazioni
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