OBIETTIVI E PROGRAMMA

Scopo generale della didattica del Corso Integrato di Fisica è quello di fornire allo studente la cultura fisica di base essenziale per affrontare, con la dovuta padronanza, le problematiche inerenti fenomenologie biomediche suscettibili di una trattazione fisica.

I corsi di Fisica e Fisica Medica si prefiggono pertanto lo scopo di familiarizzare lo studente con il linguaggio, il metodo e la fenomenologia essenziale della fisica, il primo, ed illustrare, il secondo, a scopo essenzialmente didattico, sia gli aspetti interpretativi della metodologia fisica sui fenomeni biomedici che alcune delle più importanti applicazioni di tecnologie avanzate in campo diagnostico e terapeutico.

In particolare, con la didattica formale si intendono perseguire gli obiettivi qui di seguito dettagliati:

- Conoscenza del linguaggio di base della disciplina con acquisizione di familiarità con il formalismo matematico con cui si esprimono le relazioni tra grandezze fisiche.

- Capacità di interpretare una relazione formale in senso grafico e viceversa.

- Capacità di ricavare da una rappresentazione grafica informazioni ‘geometriche’. quali valori puntuali, pendenze, valori medi, valori integrali (non estesa tuttavia alla capacità operativa di calcolo analitico).

- Conoscenza della fenomenologia fisica essenziale.

- Concetti elementari di fisica moderna in relazione alla struttura atomica, nucleare e della materia.

- Analisi ed interpretazione fisica di aspetti e fenomeni biofisici, in particolare in relazione ai meccanismi circolatori e respiratori, alla funzione uditiva e visiva e alla formazione e trasmissione dell’impulso nervoso.

- Aspetti di base dell’impiego di ultrasuoni, tecniche ottiche ed elettroniche in Medicina.

- Aspetti di base dell’impiego di tecnologie avanzate Laser, TAC, RMN, PET, RIA.

Scopo della didattica integrata e teorico-pratica è quello di consentire allo studente di esercitare un’applicazione pratica nonché la verifica dei concetti e dei metodi illustrati nelle lezioni formali. Nei limiti consentiti dalle strutture, lo studente sperimenterà l’uso di semplici strumenti di misura.

In dettaglio, l’obiettivo che si intende perseguire è quello di mettere lo studente in condizione di eseguire:

- Calcoli di: portata, gradienti di pressione, resistenze idrauliche, coefficienti di diffusione e gradienti di concentrazione.

- Calcolo di: intensità di un’onda, coefficienti di attenuazione, relazioni frequenza velocità nell’effetto Doppler.

- Risoluzione di semplici circuiti elettrici, calcolo della costante di tempo nel circuito RC.

- Semplici misure di pressione, tensione e corrente con impiego di strumentazione elementare.

FISICA

1. Grandezze fisiche, equazioni dimensionali, unità e sistemi di misura. Errori.

2. Relazioni funzionali e rappresentazioni grafiche. Cenni di analisi con esemplificazioni sulla rappresentazione delle leggi del moto. Richiami di trigonometria. Vettori. Moto circolare. Moto armonico.

3. Quantità di moto. Principi della dinamica. Lavoro. Energia e potenza. Momenti. Campi di forze. Principi di conservazione. Condizioni di equilibrio. Statica.

4. Oscillazioni elastiche. Risonanza. Onde progressive armoniche. Impedenza d’onda. Onde sonore. Onde stazionarie. Battimenti. Principio di sovrapposizione. Cenni all’analisi di Fourier.

5. Termometria e calorimetria. Leggi dei gas. Cenni di teoria cinetica dei gas. Trasformazioni reversibili ed irreversibili. I principi della termodinamica. Calori specifici. Propagazione del calore.

6. Cariche e campi elettrici. Condensatori. Conduttori. Circuiti elementari. Circuiti RC.

7. Campo magnetico. Campi magnetici e correnti. Induzione ed autoinduzione. Correnti alternate.

8. Ottica geometrica. Lenti sottili. Costruzione delle immagini. Onde elettromagnetiche. Interferenza. Diffrazione. Polarizzazione.

9. Fisica quantistica: effetto fotoelettrico, spettri di emissione e di assorbimento. Struttura atomica. Raggi X. Nucleo atomico. Decadimento radioattivo

FISICA MEDICA

1. Centrifughe. Cinetica biologica.

2. Elasticità e bioelasticità. Lavoro fisiologico.

3. Statica fisiologica ed aspetti fisici del corpo umano.

4. Misure di densità e pressione. Statica dei fluidi.

5. Dinamica dei fluidi. Viscosità. Proprietà reologiche del sangue. Meccanica circolatoria. Aneurisma e Stenosi.

6. Tensione superficiale. Capillarità. Fenomeni di diffusione in liquidi, gas ed attraverso membrane. Embolia gassosa. Dialisi e fenomeni osmotici.

7. Acustica e percezione sonora. Caratteri dei suoni. Ultrasuoni ed effetto Doppler.

8. Termoregolazione. Termografia. Entropia ed esseri viventi.

9. Soluzioni ioniche. Ionoforesi.

10. L’occhio e la visione. Ametropie visive.

11. Polarimetria in biomedicina. Microscopia ottica ed elettronica.

12. La risoluzione delle immagini.

Il programma di FISICA conterrà anche elementi di FISICA SANITARIA.

BIBLIOGRAFIA

B. CANTONE, E. GIANNAZZO: Elementi di Fisica Biomedica, Ambrosiana, Milano, VI Ed. 1990

J.P. HURLEY, C. GARROD: Principi di Fisica, Zanichelli, Bologna

A.C. DAMASK: Fisica Medica, Piccin Edit., Padova