Fisica medica

Oggetto:

Fisica medica

Oggetto:

Anno accademico 2010/2011

Docente

Dott. Vincenzo MONACO (Docente Titolare dell'insegnamento)

Insegnamento integrato

MATEMATICA, FISICA, STATISTICA

Crediti/Valenza

0,8

SSD dell'attività didattica

FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)

Oggetto:

Obiettivi formativi

Vengono trattati i principali argomenti di fisica necessari per la comprensione del funzionamento dei sistemi biologici e della strumentazione descritta nel seguito del corso di studi. Lo studente
deve essere in grado di risolvere quantitativamente semplici problemi fisici in ambito bio-medico.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Nozioni di base di Fisica.
Approccio quantitativo nell'affrontare la soluzione di un problema.

Oggetto:

Programma

1. GRANDEZZE FISICHE

Definizione di grandezza fisica, grandezze fondamentali e derivate, costanti fisiche. Grandezze scalari e vettoriali. Il Sistema Internazionale di unità di misura. Misure dirette ed indirette. Precisione e sensibilità. Errori di misura sistematici e casuali.

2. MECCANICA

Cinematica del punto materiale: definizione di velocità e accelerazione, analisi del moto rettilineo uniforme, del moto uniformemente accelerato e del moto circolare uniforme. Principi della dinamica ed esempi di forze: forza peso e accelerazione di gravità, forza centripeta, forza d’attrito. Lavoro di una forza. Forze conservative. Definizione di energia e principio di conservazione dell’energia. Energia cinetica e potenziale. Potenza. Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Momento di una forza rispetto ad un punto. Leve ed esempio di articolazioni nel corpo umano. Elasticità e legge di Hooke. Applicazione alle ossa.

3. LIQUIDI

Caratteristiche generali dei fluidi. Fluidi ideali. Densità e pressione. Principio di Archimede. Legge di Stevino ed applicazioni (misura della pressione atmosferica, manometro a liquido e sfigmomanometro, effetto della gravità sulla pressione nei vasi sanguigni, fleboclisi). Definizione di portata. Teorema di Bernoulli. Stenosi ed aneurisma. Liquidi reali: viscosità, legge di Poiseuille. Resistenza idrodinamica ed esempio del circolo sanguigno. Legge di Stokes. Velocità di sedimentazione e centrifugazione.

4. TERMOLOGIA E GAS

Temperatura, scale termometriche e il termometro clinico. Interpretazione microscopica della temperatura ed energia interna. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni termodinamiche. Definizione di calore. Calore specifico, capacità termica e condizioni di equilibrio termico. Cambiamenti di stato e calori latenti. Primo principio della termodinamica. Meccanismi di trasporto del calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Termoregolazione corporea: meccanismi di produzione e di dispersione del calore nell’organismo umano. Metabolismo ed potenza fisiologica basale. Cenni sulle macchine termiche.

5. SOLUZIONI E PROCESSI DIFFUSIVI

Miscugli di gas, pressione parziale e legge di Dalton. Gas reali. Umidità assoluta e relativa. Soluzioni diluite e concentrazione. Diffusione libera. Processi osmotici. Diffusione dei gas nei liquidi. Scambi gassosi nella funzione respiratoria.

6. FENOMENI ELETTRICI E MAGNETICI

Il modello atomico e la carica elettrica. Legge di Coulomb, campo elettrico e potenziale elettrostatico. Moto di una carica in un campo elettrico. L’elettronvolt. Cenni sui fenomeni elettrolitici. Effetti del passaggio di corrente elettrica nel corpo umano. Campo magnetico stazionario. Forza di Lorentz.

7. LE ONDE

Generalità sulle onde: onde longitudinali e trasversali, definizione di periodo, frequenza, lunghezza d’onda, velocità di propagazione. Onde acustiche e suono: generalità, caratteristiche del suono, intensità e sensazione sonora. Onde stazionarie. L’orecchio dal punto di vista fisico. Curva di udibilità. Effetto Doppler. Cenni sugli ultrasuoni e applicazioni ecografiche. Onde elettromagnetiche e loro spettro. Il fotone e la costante di Planck. Produzione ed assorbimento della luce. Cenni sulla polarizzazione della luce.Velocità della luce, indice di rifrazione di un mezzo e dispersione della luce. Riflessione e rifrazione. Angolo limite e riflessione totale; le fibre ottiche. Lenti sottili e costruzione delle immagini. Potere diottrico. L’occhio umano e le anomalie visive.

Descrizione