FISICA STATISTICA ED INFORMATICA
Modulo FISICA APPLICATA

Anno accademico 2022/2023 - Docente: Lucia CALCAGNO

Risultati di apprendimento attesi

L’obiettivo principale è rappresentato dalla appropriazione da parte dell’allievo delle capacità descrittive della fisica applicata ai fenomeni dei sistemi biologici. Ci si attende che alla fine del corso lo studente abbia acquisito i principi fisici di base delle principali tecniche diagnostiche e terapeutiche il cui impiego occupa un ruolo di crescente rilevanza nella medicina moderna. I temi di maggiore interesse sono la meccanica dei fluidi con cenni alle implicazioni emodinamiche, la meccanica ondulatoria con specifici sviluppi relativi al suono, alla funzione uditiva ed all’impiego degli ultrasuoni in medicina, l’ottica della visione, l’interazione radiazione-materia con particolare riguardo alle radiazioni ionizzanti, la loro generazione, il loro impiego e i loro effetti biologici. Particolare riguardo sarà dato ad alcuni argomenti di ottica quali funzionamento di lenti sottili e ai fenomeni di aberrazioni delle lenti, e all'utilizzo della radiazione laser in medicina.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali con esercizi alla lavagna che coinvolgono gli studenti

Prerequisiti richiesti

Sono richieste conoscenze elementari di fisica classica, algebra, geometria euclidea e trigonometria

Frequenza lezioni

Obbligatori

Contenuti del corso

Cap.1: Cinematica e dinamica: Grandezze fisiche. Unità di misura. Vettori e scalari. Moto dei corpi. Traiettoria. Velocità. Accelerazione. Moto uniforme, uniformemente accelerato e circolare uniforme. Leggi di Newton. Forza gravitazionale, elastica e di attrito. Lavoro. Forze conservative. Energia cinetica e potenziale. Conservazione energia meccanica. Potenza.

 

Cap.2: Fluidi: Pressione. Legge di Stevino. Fluidi ideali. Pressione atmosferica. Portata. Lavoro piezometrico. Teorema di Bernoulli. Aneurisma e stenosi. Fluidi reali

 

Cap.3: Termodinamica: Calore. Temperatura. Termometri. Gas perfetti. Legge di Avogadro. Calore specifico e calore latente. Esperimento di Joule. Sistema termodinamico. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Metabolismo. Propagazione del calore. Termoregolazione. Ciclo termico. Diagramma p-V. Macchine termiche. Secondo principio della termodinamica. Macchina termica: rendimento. 

 

Cap.4: Fenomeni ondulatori

Le onde, moto armonico, oscillazioni smorzate e forzate, classificazione delle onde, equazione di propagazione di un’onda, rappresentazione a raggi e fronti d’onda, principio di Huygens, principio di sovrapposizione, riflessione e trasmissione delle onde.

 

Cap.5: Onde acustiche

Propagazione delle onde sonore, livelli di intensità sonora, gli ultrasuoni, flussimetria Doppler, ecografia.

 

Cap.6: Ottica geometrica

Le onde elettromagnetiche, classificazione spettrale, la natura della luce, ottica geometrica, riflessione e rifrazione, riflessione totale, fibre ottiche ed applicazioni (endoscopia). Luce laser e suo utilizzo in medicina. Diottro, lenti sottili, aberrazioni delle lenti.

 

Cap.7: L’ottica in biologia e in medicina

Il microscopio semplice e composto, l’occhio come sistema ottico, punti e assi di riferimento dell’occhio, determinazione delle distanze, acuità visiva, i difetti dell’occhio.

 

Cap.8: Le radiazioni in biologia e medicina

Radiazioni ionizzanti e interazione con la materia, effetti biologici delle radiazioni ionizzanti, dosimetria e radioprotezione.

 

 

 

Testi di riferimento

D. Scannicchio - Fisica Biomedica - EdiSES, Napoli 2013


AutoreTitoloEditoreAnnoISBN

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Cap.1Scannicchio Cap. 1 -2-3 
2Cap.2Scannicchio Cap. 6  
3Cap.3Scannicchio Cap. 10 -11 
4Cap.4Scannicchio Cap. 12 
5Cap.5Scannicchio Cap. 13  
6Cap.6Scannicchio Cap. 18  
7Cap.7Scannicchio Cap. 19  
8Cap.8Scannicchio Cap. 20-21-22  

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale sugli argomenti trattati nel corso. 

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

  • Statica e dinamica dei fluidi 
  • Circolazione del sangue
  • Calore e temperatura 
  • Leggi dei gas perfetti
  • Onde acustiche
  • Lenti sottili
  • Aberrazioni delle lenti
  • Luce laser e impiego in oftalmologia
  • Radiazioni ionizzanti
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