Radiologia medica, per immagini e radioterapia

Corso di laurea per le professioni sanitarie
Radiologia medica, per immagini e radioterapia
(sede di Foggia)
Programma del corso di Fisica
Anno accademico 2013/2014 – Dr. G. Perna
Grandezze fisiche e calcolo vettoriale
Metodo sperimentale. Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Unità di misura. Grandezze
scalari e vettoriali. Errori di misura. Analisi dimensionale. Cifre significative. Vettori. Algebra
vettoriale: somma e differenza di vettori (metodo geometrico ed analitico). Prodotto scalare e
vettoriale.
Cinematica del punto materiale
Sistema di riferimento. Concetto di punto materiale. Spostamento. Velocità. Accelerazione. Moto
rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Moto dei gravi. Moto in 2 e 3
dimensioni. Moto circolare uniforme. Moto del proiettile.
Dinamica del punto materiale
Forza. Massa ed inerzia. Sistemi inerziali. Leggi del moto di Newton. Esempi di forze: forza di
gravitazione, peso, reazioni vincolari, forze elastiche, attrito statico e dinamico, attrito viscoso,
piano inclinato e determinazione dei coefficienti di attrito radente, forze centripete e centrifughe.
Densità e peso specifico. Quantità di moto e sua conservazione. Lavoro compiuto da una forza
costante e variabile. Potenza. Energia cinetica. Teorema dell’energia cinetica. Energia potenziale
della forza peso ed elastica. Forze conservative e non conservative. Conservazione dell’energia
meccanica. Teorema lavoro-energia in presenza di forza non conservative.
Moto oscillatorio
Moto periodico. Moto armonico semplice e sua legge oraria. Frequenza naturale. Ampiezza,
periodo e fase. Posizione, velocità ed accelerazione del moto armonico semplice. Energia
dell’oscillatore armonico semplice. Pendolo semplice. Moto armonico smorzato. Vibrazioni forzate
e risonanza.
Elementi di Meccanica dei sistemi di punti materiali
Sistemi di punti materiali. Centro di massa. Momento di una forza. Momento di inerzia. Equazione
fondamentale della dinamica rotazionale. Momento angolare e sua conservazione.
Meccanica dei fluidi
Pressione e sue unità di misura. Il principio di Pascal. Elevatore idraulico. Pressione idrostatica.
Legge di Stevino. Vasi comunicanti. Pressione atmosferica e sua misura. Barometri e manometri.
Principio di Archimede. Galleggiamento dei corpi. Fluidi ideali e reali. Moto stazionario e laminare.
Equazione di continuità. Portata. Teorema di Bernoulli e sue applicazioni (effetto Venturi, stenosi
ed aneurisma). Viscosità. Equazione di Poiseuille. Moto vorticoso. Diffusione.
Moto ondulatorio
Onde meccaniche e propagazione di un’onda. Impulso ed onda periodica. Periodicità spaziale e
temporale: lunghezza d’onda e periodo. Funzione d’onda armonica. Velocità di un’onda. Fronti
d’onda. Onde circolari rettilinee, piane e sferiche. Energia trasportata dall’onda e sua intensità.
Intensità di onde sferiche. Onde trasversali e longitudinali. Riflessione. Rifrazione. Interferenza.
Onde stazionarie. Onde sonore e velocità del suono. Tono e carattere. Intensità sonora in dB.
Applicazione ultrasuoni: principio del sonar e della ecografia.
Termologia
Cenni sulla interpretazione molecolare della temperatura. Equilibrio termico. Temperatura e
termometri. Scale termometriche. Dilatazione termica lineare e volumica. Leggi di Boyle, Charles e
Gay-Lussac. Zero assoluto e scala della temperatura assoluta. Equazione di stato dei gas perfetti.
Energia interna. Calore e sua unità di misura. Esperienza di Joule. Capacità termica e calore
specifico. Misura del calore specifico con calorimetro. Trasmissione del calore: conduzione,
convezione ed irraggiamento. Cambiamenti di stato.
Elettrostatica
Fenomeni di elettrizzazione e carica elettrica. Conduttori ed isolanti. Legge di Coulomb. Concetto
di campo elettrico e di linee di campo elettrico. Campo elettrico generato da cariche puntiformi.
Principio di sovrapposizione. Campo elettrico generato da distribuzioni piane di cariche elettriche.
Campo elettrico e potenziale di un conduttore isolato in equilibrio elettrostatico. Campo elettrico
alla superficie di un conduttore. Schermo elettrostatico. Energia potenziale elettrostatica. Potenziale
elettrostatico e differenza di potenziale. Analogia tra potenziale gravitazionale e potenziale
elettostatico. Definizione di eV. Relazione tra potenziale e campo elettrico. Potenziale in un campo
elettrico uniforme. Potenziale elettrostatico prodotto da una o più cariche puntiformi. Dipolo
elettrico e potenziale generato da un dipolo elettrico. Dipolo elettrico in campo elettrico uniforme.
Definizione di capacità e capacità elettrica di un conduttore sferico. Condensatori e capacità di un
condensatore piano. Condensatori collegati in serie e parallelo. Energia elettrostatica di un
condensatore ed energia associata al campo elettrico. Dielettrici in un condensatore e descrizione
molecolare di un dielettrico. Condensatori in serie ed in parallelo. Cenni su ECG.
Testi consigliati:
 J.W. Kane-M.M. Sternheim: “Fisica Applicata”, EMSI.
 F. Bersani, S. Bettati, P.F. Biagi, V. Capozzi, L. Feroci, M. Lepore, D.G. Mita, I. Ortalli,
G. Roberti, P. Viglino, A. Vitturi: “Fisica Biomedica” (Casa Editrice Piccin, Padova).
 James S. Walker: “Fondamenti di Fisica”, Pearson
 Appunti delle lezioni.
Il docente
Dr. Giuseppe Perna