Obiettivi formativi
Il corso intende dare una formazione di base che sia propedeutica per altre
importanti discipline del Corso di Laurea che sulla fenomenologia fisica si fondano o
di essa fanno frequente uso. Il corso si ripromette altresì di dare i rudimenti
concettuali necessari per una comprensione pur sommaria di alcune importanti tecnologie di uso sempre più frequente quali ad esempio:
centrifughe, endoscopi, microscopi, trasduttori per ecografia a ultrasuoni, raggi
laser, apparati radiologici e NMR, rivelatori di radiazione, ecc. Come ultima finalità,
ma forse la più importante, il corso si prefigge di dare allo studente uno stimolo per
il raggiungimento di una maggiore confidenza su concetti di uso comune, ma non
sempre sufficientemente chiariti dagli studi pregressi, quali: azioni meccaniche tra
corpi a contatto, sforzi ed energie in gioco, aspetti dinamici conseguenti a forze
elastiche e urti, attriti e aspetti termici e termodinamici, proprietà statiche e
dinamiche di fluidi gassosi e liquidi, luce e sue manifestazioni anche in relazione
alla struttura dell'occhio e ai suoi difetti fisici; fondamenti dei fenomeni elettrici,
magnetici e nucleari, le leggi che governano potenziali e correnti; radiazioni
elettromagnetiche e nucleari, perturbazioni indotte nei mezzi attraversati e aspetti di
rivelazione e controllo.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
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.
Elettricitá e Magnetismo:
Carica elettrica e legge di Coulomb - Costante dielettrica - Campo elettrico - Lavoro
elettrico e potenziale elettrostatico - Volt - Campo e potenziale dipolare e da doppio
strato - Elettrocardiogramma (cenni) - Teorema di Gauss e sue applicazioni notevoli
- La gabbia di Faraday - Induzione elettrostatica e polarizzazione del mezzo -
Condensatore e capacitá elettrica - Condensatori in serie e parallelo - Intensitá di
corrente e densità di corrente - Legge di Ohm e resistenza - Resistenze in serie e
parallelo - Forza elettromotrice - Leggi di Kirchhoff - Effetto termico della corrente -
Conduzione nei liquidi - Passaggio della corrente nel corpo umano - Cenni sulla
struttura elettronica di isolanti, conduttori e semiconduttori - Campo magnetico e
forze su correnti e magneti - Legge di Biot e Savart - Permeabilitá magnetica -
Teorema della circuitazione di Ampère - Solenoide - Induzione elettromagnetica e
leggi di Faraday/Lenz - Coefficiente di autoinduzione - Tensione e corrente
alternata - Impedenza e potenza AC dissipata - Onde elettromagnetiche - Effetto
fotoelettrico e fotone - Effetto termoelettronico.
Ottica
Riflessione, rifrazione e dispersione luminosa - Riflessione totale e fibra ottica -
Endoscopio (cenni) - Elementi di analisi spettrale - Sistema ottico, fuochi e potere
diottrico - Lenti sottili e specchi, e costruzione delle immagini - Microscopio
composto - Potere risolutivo - Aberrazioni - L'occhio come sistema diottrico -
Principali ametropie e loro correzione mediante lenti - Carattere ondulatorio della
luce - Diffrazione della luce e legge di Huyghens - Reticolo di diffrazione -
Polarizzazione della luce e polarimetria - Luce laser: produzione, proprietà e
applicazioni in Medicina - Microscopio elettronico (cenni)
Atomo, Nucleo, Radiazioni:
Struttura atomica - Modelli atomici di Bohr e Bohr/Sommerfeld - Emissione e
assorbimento di fotoni, e luminescenza - Raggi X, loro produzione e proprietá -
Processi di assorbimento X nella materia - L'immagine radiologica - Nucleo e
isotopi - Radioattivitá naturale: radiazioni alfa, beta, gamma e proprietà di
assorbimento - Decadimento radioattivo e vita media.
Programma esteso
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Bibliografia
Appunti di lezione.
Bersani, Bettati, Biagi, Capozzi, Feroci, Lepore, Mita, Ortalli, Roberti, Viglino, Vitturi:
Fisica biomedica,
Ed. Piccin Nuova Libraria (Padova).
Scannicchio: Fisica Biomedica,
Ed. EdiSES (Napoli).
Giambattista, McCarthy Richardson, Richardson:
Fisica Generale,
Ed. McGraw-Hill (Milano).
Halliday et al:
Elementi di Fisica
Ed. Ambrosiana (Milano).
Metodi didattici
Lezioni orali
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto
Altre informazioni
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