Fisica medica

A.A. 2020/2021
6
Crediti massimi
76
Ore totali
SSD
FIS/07
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti:
a) le basi del metodo scientifico,
b) le conoscenze dei concetti fondamentali di fisica alla base della struttura e della funzionalità dell'organismo,
c) i principi fisici alla base delle principali metodiche di diagnostica.
Risultati apprendimento attesi
Gli studenti:
a) conoscono le grandezze fisiche principali di rilevanza per la fisica medica e per la comprensione della struttura e della funzionalità dell'organismo;
b) imparano ad applicare le conoscenze di tali grandezze all'interno di problemi esemplificativi;
c) imparano le basi fisiche e tecnologiche della diagnostica, con particolare attenzione alla diagnostica per immagini.
Programma e organizzazione didattica

Single session

Responsabile
Programma
Grandezze vettoriali. Fondamenti della dinamica: Principi della dinamica - Forza, lavoro ed energia - forza peso, forza normale, forza elastica, forza attrito- Teorema dell'energia cinetica - Campi di forze conservativi - Energia potenziale - Conservazione dell'energia meccanica -- Conservazione della quantità di moto
Termologia e Termodinamica: Dilatazione termica - Temperatura e calore - Propagazione calore - Termoregolazione corpo umano - Leggi dei gas e temperatura assoluta - Cenni di teoria cinetica dei gas - Miscele di gas - Solubilità dei gas in liquidi - saturazione emoglobina - respirazione iperbarica- Calori specifici - Passaggi di stato e calore latente - Meccanismi di propagazione del calore - Primo e secondo principio della termodinamica - Macchine termiche e rendimento - Entropia e disordine - cenni a potenziali termodinamici ( entalpia, entropia e energia libera)
Centro di massa e sue proprietà - Momento di una forza - Cenni al moto dei corpi rigidi - Le leve e il corpo umano - Fenomeni elastici, legge di Hooke e moduli di elasticità - Flessione e torsione - Elasticità dei vasi sanguigni e delle ossa.
Fluidostatica e Fluidodinamica: La pressione - Leggi di Stevino, Pascal e Archimede - - Portata di un condotto - Liquido ideale e teorema di Bernoulli - Sue implicazioni per la circolazione sanguigna - Liquidi reali e viscosità - Moto laminare e teorema di Poiseuille - Resistenza idraulica - Regime turbolento e numero di Reynolds - Cenni sul lavoro cardiaco e potenza cardiaca.
Tensione superficiale e formula di Laplace -- cenni meccanica respiratoria.
Elettricità, magnetismo e correnti elettriche: Cariche elettriche e legge di Coulomb - Campo elettrico - Lavoro del campo elettrico e potenziale elettrostatico - Campo dipolare -Intensità di corrente -Le leggi di Ohm - Resistenze in serie e parallelo - Forza elettromotrice - Effetto termico della corrente - Capacità elettrica e condensatore - condensatore piano con dielettrico - Carica e scarica - Energia accumulata - Defibrillatore -
Campo magnetico e sua azione su correnti - Legge di Lorentz - Spira in campo magnetico - induzione
Onde: Processi ondosi, equazione d'onda e parametri caratteristici
Onde elettromagnetiche. Spettro radiazione elettr. e sue applicazioni mediche. Natura corpuscolare e effetto fotoelettrico. Raggi x - produzione e tubo radiogeno - interazione con il tessuto biologico - formazione immagine radiologica.
Onde acustiche- Interferenza e onde stazionarie - Suono e suoi caratteri distintivi - Intensità - Effetto Doppler - Ultrasuoni e loro applicazione in campo biomedico.
Prerequisiti
Conoscenze acquisite nelle scuole superiori di principi di matematica e fisica, come previste dal bando di ammissione. Potenze, logaritmi, calcolo algebrico, geometria euclidea (poligoni, cerchio, misure di lunghezze, superfici e volumi), elementi di trigonometria. Nozioni elementari sui principi della meccanica, della termodinamica e dell'elettrostatica.
Metodi didattici
Il programma sarà svolto attraverso lezioni frontali (5 CFU) con l'ausilio di materiale didattico (proiezioni di slides) e esercitazioni a gruppi ( 1 CFU) in cui gli studenti svolgono personalmente e/o a piccoli gruppi esercizi proposti dal docente sotto la sua guida. L'insegnamento si avvale della piattaforma Ariel soprattutto per fornire agli studenti materiale didattico su argomenti specifici di fisica medica non facilmente reperibili sui libri di testo di fisica generale.
Materiale di riferimento
- Kane J.W. e Sternheim M.M., Fisica Biomedica (corso introduttivo per Medicina, Scienze Biologiche, Scienze Naturali, Farmacia), E.M.S.I. , Roma.
- Giancoli, Fisica con Fisica Moderna, C.E.A., Milano.
- Scannicchio, Fisica Biomedica, EdiSES, Napoli
- Scannicchio Elementi di Fisica Biomedica (con espansione online), EdiSEs, Napoli.
- Borsa, Lascialfari Principi di fisica per indirizzo biomedico e farmaceutico, ), EdiSEs, Napoli.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste:
· in una prova scritta preliminare consistente in 20 quesiti a risposta multipla (una sola esatta) da svolgere per esteso in un tempo di 60 minuti. La valutazione avverrà verificando il procedimento di risoluzione di ogni quesito. Le risposte non giustificate, non date o con procedimento errato daranno un punteggio di 0. Verrà assegnata una fascia di valutazione ai compiti ritenuti sufficienti (max A min D). Il superamento di tale prova permette l'ammissione alla prova orale. Con una votazione D nella prova scritta non è possibile raggiungere un voto finale superiore al 25.
· in una prova orale (interrogazione), in cui sarà valutata la capacità di esprimere con chiarezza, precisione e capacità di ragionamento gli argomenti trattati durante il corso
Il superamento della prova determinerà un voto espresso in trentesimi.
FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) - CFU: 6
Didattica non formale: 16 ore
Lezioni: 60 ore
Turni:
Gruppo 1
Docente: Del Favero Elena
Gruppo 2
Docente: Del Favero Elena
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento