Obiettivi formativi
Il corso intende dare una formazione di base propedeutica per altre discipline come la chimica, la biochimica, la fisiologia, la biomeccanica, ecc. Inoltre lo studente dovrebbe apprendere i fondamenti teorici di tecnologie sempre maggiormente diffuse nella ricerca di base e nella pratica diagnostica quali elettroforesi, centrifugazione, risonanza magnetica nucleare, ecografia, fibre ottiche per indagini endoscopiche, microscopia, laser, apparati radiologici, ecc.
Prerequisiti
nessuno
Contenuti dell'insegnamento
RICHIAMI AI FONDAMENTI DELLA FISICA
Grandezze fisiche, dimensioni, unità di misura.
Cinematica: moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato, moto armonico.
Principi della dinamica; forza, lavoro ed energia; teorema dell'energia cinetica; campi di forze conservative; energia potenziale; conservazione dell'energia meccanica.
Leve e movimento.
Fenomeni di elasticità; legge di Hooke e moduli di elasticità; elasticità dei vasi sanguigni e delle ossa.
TERMOLOGIA
Temperatura e calore.
Cenni di teoria cinetica dei gas; temperatura assoluta; equazione di stato dei gas perfetti e dei gas reali.
Calore specifico e sua misura; passaggi di stato e calore latente; propagazione del calore; calore e conservazione dell'energia; primo e secondo principio della termodinamica.
FLUIDISTATICA E FLUIDODINAMICA
Pressione in un fluido; legge di Pascal; legge di Stevino e teorema di Archimede; pressione atmosferica e sua misura; pressione sanguigna e sua misura.
Tensione superficiale; formula di Laplace e sue applicazioni: capillarità e legge di Jurin, embolia gassosa.
Portata di un condotto; teorema di Bernoulli e sue applicazioni, con particolare riguardo alla circolazione sanguigna.
Liquidi reali e moto laminare; viscosità e legge di Poiseuille; regime turbolento e numero di Reynolds.
ELETTRICITA', MAGNETISMO E CORRENTI ELETTRICHE
Carica elettrica e legge di Coulomb; campo elettrico e potenziale elettrostatico; elettrocardiogramma e potenziali delle membrane biologiche (cenni).
Intensità di corrente e leggi di Ohm; forza elettromotrice.
Effetto termico della corrente; passaggio della corrente nei corpi.
Caratteristiche di tensione e corrente alternata.
ONDE, ACUSTICA, RADIAZIONI
Onde elastiche e propagazione delle onde; onde stazionarie e risonanza.
Caratteri distintivi dei suoni; intensità e sensazione sonora.
Effetto Doppler; ultrasuoni e loro applicazioni in campo biomedico e veterinario.
Onde elettromagnetiche.
Raggi X: produzione e proprietà, interazioni con la materia.
Cenni sulla tomografia assiale computerizzata a raggi X (TAC) e a radiofrequenze (NMR).
Radiazioni alfa, beta, gamma: proprietà ed effetti; radioattività naturale; radioprotezione, Dosimetria
Cenni sulla radiazione laser.
OTTICA E SPETTROSCOPIA
Riflessione e rifrazione; riflessione totale e fibre ottiche.
Ottica geometrica. Diottro sferico.
Microscopio composto; potere risolutivo di uno strumento ottico; aberrazioni.
Microscopi ottici ed elettronici
Programma esteso
RICHIAMI AI FONDAMENTI DELLA FISICA
Grandezze fisiche, dimensioni, unità di misura.
Cinematica: moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato, moto armonico.
Principi della dinamica; forza, lavoro ed energia; teorema dell'energia cinetica; campi di forze conservative; energia potenziale; conservazione dell'energia meccanica.
Leve e movimento.
Fenomeni di elasticità; legge di Hooke e moduli di elasticità; elasticità dei vasi sanguigni e delle ossa.
TERMOLOGIA
Temperatura e calore.
Cenni di teoria cinetica dei gas; temperatura assoluta; equazione di stato dei gas perfetti e dei gas reali.
Calore specifico e sua misura; passaggi di stato e calore latente; propagazione del calore; calore e conservazione dell'energia; primo e secondo principio della termodinamica.
FLUIDISTATICA E FLUIDODINAMICA
Pressione in un fluido; legge di Pascal; legge di Stevino e teorema di Archimede; pressione atmosferica e sua misura; pressione sanguigna e sua misura.
Tensione superficiale; formula di Laplace e sue applicazioni: capillarità e legge di Jurin, embolia gassosa.
Portata di un condotto; teorema di Bernoulli e sue applicazioni, con particolare riguardo alla circolazione sanguigna.
Liquidi reali e moto laminare; viscosità e legge di Poiseuille; regime turbolento e numero di Reynolds.
ELETTRICITA', MAGNETISMO E CORRENTI ELETTRICHE
Carica elettrica e legge di Coulomb; campo elettrico e potenziale elettrostatico; elettrocardiogramma e potenziali delle membrane biologiche (cenni).
Intensità di corrente e leggi di Ohm; forza elettromotrice.
Effetto termico della corrente; passaggio della corrente nei corpi.
Caratteristiche di tensione e corrente alternata.
ONDE, ACUSTICA, RADIAZIONI
Onde elastiche e propagazione delle onde; onde stazionarie e risonanza.
Caratteri distintivi dei suoni; intensità e sensazione sonora.
Effetto Doppler; ultrasuoni e loro applicazioni in campo biomedico e veterinario.
Onde elettromagnetiche.
Raggi X: produzione e proprietà, interazioni con la materia.
Cenni sulla tomografia assiale computerizzata a raggi X (TAC) e a radiofrequenze (NMR).
Radiazioni alfa, beta, gamma: proprietà ed effetti; radioattività naturale; radioprotezione, Dosimetria
Cenni sulla radiazione laser.
OTTICA E SPETTROSCOPIA
Riflessione e rifrazione; riflessione totale e fibre ottiche.
Ottica geometrica. Diottro sferico.
Microscopio composto; potere risolutivo di uno strumento ottico; aberrazioni.
Microscopi ottici ed elettronici
Bibliografia
D. Scannicchio: FISICA BIOMEDICA. EdiSES. 2009
Metodi didattici
lezione orale
Modalità verifica apprendimento
esame scritto
Altre informazioni
nessuna
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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