Programma dei corsi e libri consigliati
Anno accademico 2012/2013 e libri di testo consigliati (in aggiornamento)
I anno
Matematica I - 9 cfu (docenti: Emanuele Paolini, 5 cfu & Enrico Sbarra, 4 cfu)
5 cfu, docente: Emanuele Paolini:
Numeri naturali, interi, razionali. Numeri reali, assioma di completezza. Relazioni e funzioni. Le funzioni elementari:
funzioni lineari, valore assoluto, potenze, esponenziali e logaritmi, funzioni trigonometriche dirette e inverse. Calcolo
dei limiti, ordini di infinito. Funzioni continue. Teorema dell’esistenza degli zeri metodo di bisezione. Teorema di
Weierstrass. Derivate, operazioni con le derivate. Funzioni crescenti, decrescenti, punti di estremo locale, funzioni
concave e convesse. Grafico di una funzione. Polinomi di Taylor. La formula di Taylor nella risoluzione dei limiti.
Funzioni di più variabili: derivate parziali, gradiente, teorema di Schwarz. Massimi e minimi relativi, Hessiano.
Testi di riferimento:
Marcellini, Sbordone: Elementi di Analisi Matematica Uno
4 cfu, docente: Enrico Sbarra
Il metodo di eliminazione di Gauss per la risoluzione di sistemi compatibili.
Prodotto di matrici. Matrici invertibili e calcolo dell'inversa.
Spazi vettoriali. Basi e dimensione di uno spazio vettoriale. Sottospazi e sottovarieta` affini.
Matrici e determinanti. Calcolo di determinanti di matrici quadrate di ordine 2 e 3. Proprieta` del determinante.
Teorema di Rouche`-Capelli e teorema di Cramer.
Geometria affine: equazioni cartesiane e parametriche di retta e piano . Condizioni di parallelismo.
Trasformazioni lineari. Trasformazioni lineari iniettive, suriettive e biettive. Trasformazioni lineari e matrici.
Geometria euclidea: prodotto scalare e prodotto vettoriale nello spazio dei vettori geometrici. Distanza fra due punti e
distanza fra un punto e una retta. Rappresentazione analitica di coniche e di quadriche facendo uso di distanze.
Autovalori, autovettori e diagonalizzazione. Numeri Complessi. Coordinate cartesiane e coordinate polari.
- Abeasis: Elementi di Algebra lineare e geometria, Zanichelli
- Abate, De Fabritiis: Geometria analitica con elementi di algebra lineare, McGraw-Hill Companies
- Abate, De Fabritiis: Esercizi di geometria, McGraw-Hill Companies
- Tiberio: Lezioni di algebra lineare, Edizioni CUSL Firenze.
Matematica II - 6 cfu (docente: Lorenzo Bussoli)
Integrali definiti - Il metodo di esaustione. Definizioni e notazioni. Proprietà degli integrali definiti. Teorema della
media (solo enunciato).
Integrali indefiniti - Il teorema fondamentale del calcolo integrale. Primitive. Teorema fondamentale del calcolo
integrale. Integrali immediati. Integrazione per decomposizione in somma. Integrazione delle funzioni razionali.
Integrazione per parti. Integrazione per sostituzione. Calcolo di aree delle figure piane.
Integrali impropri. Integrali multipli. Integrali doppi su insiemi normali. Formule di riduzione. Cambiamento di
variabili negli integrali doppi.
Serie numeriche. Serie a termini non negativi. La serie geometrica. La serie armonica. La serie armonica generalizzata.
Criteri di convergenza. Criterio di Leibniz per le serie a termini di segno alterno. Convergenza assoluta. Serie di
potenze. Raggio di convergenza. Cenni alla serie di Taylor.
Equazioni differenziali del primo ordine, lineari e non lineari, omogenee e non omogenee. Equazioni a variabili
separabili. Equazioni di Bernoulli. Metodo di variazione delle costanti. Cenno al problema di Cauchy.
Informatica – 6 cfu (docente: Alessandro Gori)
Introduzione ai calcolatori. Rappresentazione dell'informazione: numerazione binaria, complemento a due, codice ascii.
Linguaggi di programmazione: Interpreti e Compilatori. I diagrammi di flusso. Alcuni semplici algoritmi. Dagli
algoritmi ai programmi: Java--, Variabili e tipi di dato. Semplici strutture dati. Funzioni, procedure e la
programmazione strutturata. Programmare in SciLab.
Chimica dei materiali per l’ottica - 9 cfu (docenti: Maurizio Becucci 6 cfu, Fratini Emiliano, 3 cfu)
1. Introduzione alla natura atomica e molecolare della materia. Atomi e molecole. Descrizione delle proprietà degli
elettroni nell’atomo d’idrogeno e negli atomi polielettronici. Teoria del legame (formule di struttura, determinazione
della conformazione spaziale secondo il metodo VSEPR, teoria del legame secondo il modello degli orbitali molecolari,
legame metallico, legame a ponte d’idrogeno, forze intermolecolari). Le proprietà generali dei diversi stati di
aggregazione della materia: gas ideali e reali, liquidi e soluzioni, stato solido (cenni).
2. Proprietà chimiche. Le principali classi di reazioni chimiche e stechiometria. I principi della termodinamica e
l’equilibrio chimico. Fondamenti di elettrochimica. Cinetica chimica. Diagrammi di stato.
3. Introduzione ai materiali. Le principali classi di solidi, correlazione fra struttura molecolare e proprietà fisiche. Il
vetro. I polimeri e gli idrogel. Proprietà e trattamenti delle superfici di materiali. Il processo fotografico.
4. Materiali per l’ottica. Il vetro. Fabbricazione del vetro ottico. Nuovi materiali vetrosi ad alto indice. Concetto di
monomero e polimero (omopolimeri e copolimeri) e metodiche di polimerizzazione (per addizione e per
condensazione). Materiali organici per l’ottica oftalmica. Trattamenti associati alle lenti oftalmiche. Formule per la
determinazione dello spessore e del peso di una lente oftalmica. Caratteristiche fisico-chimiche dei polimeri per lenti a
contatto: indice di rifrazione, trasmittanza ottica, densità, omogeneità, trasparenza, tossicità, biocompatibilità, proprietà
meccaniche, idratazione, disidratazione, permeabilità all’ossigeno (DK), bagnabilità, resistenza ai depositi, ionicità,
flessibilità, elasticità, stabilità dimensionale. Concetto di percentuale equivalente di ossigeno, trasmissibilità
all’ossigeno (DK/T) e flusso di ossigeno attraverso una lente a contatto.
Materiali fisicamente rigidi: gas-impermeabili (PMMA e EGDMA), gas-permeabili (CAB, stirene, silicone, silossano
metacrilato, fluoro-silossano metacrilati, poliperfluoroeteri): loro classificazione secondo i cinque gruppi della F.D.A. e
metodiche di scelta. Caratteristiche dei materiali idrofili (hema, N-vinil pirrolidone, materiali alla fosforilcolina,
materiali al glicerolo), loro classificazione secondo i quattro gruppi della F.D.A. e metodiche di scelta. Caratteristiche
dei materiali silicon-idrogel (balaficonA, lotrafilconA, lotrafilconB, galyfilconA) e relativa scelta. Fabbricazione delle
lenti a contatto e trattamenti superficiali associati.
Libri consigliati
- Lezioni di Chimica, P. Dapporto e P. Paoli, ed. Progetto Leonardo, Bologna
- Chimica, M. S. Silberberg, Mc. Graw-Hill
- Scienza e Tecnologia dei materiali, II ed., WF Smith, Mc. Graw-Hill
Vetro:
- The Properties of Optical Glass by H. Bach, N. Neuroth (Schott Series on Glass and Glass Ceramics)
Capitoli 1,2,7 e 8
Polimeri e Polimerizzazioni
- Morrison-Boyd: Chimica Organica, Casa Ed. Ambrosiana, Milano. Parte II.
Proprietà e Materiali LaC
- Proprietà fisico-chimiche, Abati, S.; Farini, A.; Stefanelli, M., Fabiano Editore
Lenti a contatto
- Contact Lenses: Anthony J Phillips & Lynne Speedwell, Editors, Butterworth-Heinemann: Capitoli 1, 3 e 27.
Fisica I – 9 cfu (docenti: Stefano Cavalieri, 6 cfu; Anna Vinattieri, 3 cfu)
Preliminari e complementi matematici
Sistemi di coordinate spaziali. Vettori e operazioni relative. Richiamo al concetto di derivata. Grandezze fondamentali.
Sistemi di unità di misura. Grandezze derivate. Conversione fra unità diverse e analisi dimensionale.
Cinematica del punto:
Moto rettilineo: Definizione di velocità e accelerazione: definizione e spiegazione. Leggi orarie di posizione, velocità e
accelerazione. Passaggio da posizione a accelerazione.
Moto in due dimensioni: Definizione vettoriale di velocità e accelerazione. Esempio del moto parabolico del moto
circolare uniforme. Sistemi di riferimento in moto relativo a velocità costante.
Dinamica del punto materiale
Forza e suo carattere vettoriale. Prima legge di Newton, sistemi di riferimento inerziali. Seconda legge di Newton,
introduzione dinamica della massa. Equilibrio. Forza gravitazionale alla superficie terrestre. Terza legge della dinamica.
Forze nel moto circolare uniforme. Moto in presenza di forze di tipo viscoso in fluidi. Forze di attrito superficiali. Caso
statico e dinamico. Moto con forza elastica. Pendolo semplice. Moto circolare non uniforme.
Lavoro e energia
Definizione di lavoro di una forza. Teorema energia cinetica. Definizione di potenza meccanica e sua espressione
tramite forza e velocità. Forze conservative. Energia potenziale. Caso forza gravitazionale ed elastica. Conservazione
dell’energia meccanica
Meccanica dei sistemi e del corpo rigido
Quantità di moto per due corpi ed equazioni relative. Conservazione quantità di moto. Urti elastici e anelastici. Caso
unidimensionale. Centro di massa. Prima equazione cardinale della dinamica. Definizione momento di una forza e
momento della quantità di moto. Seconda equazione cardinale della dinamica.
Conservazione momento della quantità di moto. Momento delle forze peso. Statica del corpo rigido. Corpo rigido:
rotazioni attorno ad un asse fisso, Momento d’inerzia. Pendolo fisico. Energia cinetica rotazionale. Conservazione
energia meccanica in presenza di rotazioni. Rotolamento. Legge di gravitazione Universale. Leggi di Keplero.
Meccanica dei fluidi: statica e dinamica
Pressione e relative unità di misura. Introduzione ai fluidi e loro caratteristiche. Idrostatica: legge di Stevino, legge di
Pascal. Torchio idraulico, barometro di Torricelli. Spinta di Archimede. Idrodinamica di fluidi stazionari: definizione di
portata e sua costanza. Fluidi ideali: Teorema di Bernoulli e sue applicazioni.
Termodinamica
Equilibrio termico e definizione di temperatura. Teoria cinetica dei gas. Calore ed energia interna. Definizione di calore
specifico. Transizioni di fase e calori latenti. Lavoro nelle trasformazioni termodinamiche. Primo principio della
termodinamica. Conduzione, convezione ed irraggiamento. Il funzionamento delle macchine termiche. Secondo
principio della termodinamica. Trasformazioni reversibili ed irreversibili. La macchina di Carnot. Definizione di
entropia.
Ottica geometrica – 12 cfu (docenti: Greco Vincenzo, 6 cfu; Farini Alessandro, 3 cfu; Poli Nicola, 3 cfu)
Parte a, 6 cfu, Greco
La luce come energia elettromagnetica che si propaga. I raggi. L'indice di rifrazione assoluto di un mezzo trasparente,
omogeneo ed isotropo. La dispersione, il numero di Abbe, i vetri crown e i vetri flint. La legge della propagazione
rettilinea. La riflessione, la rifrazione e la diffusione della luce su di un diottro. Le equazioni di Fresnel per incidenza
normale. La formazione delle immagini. Espressione matematica di un generico diottro a simmetria assiale. I sistemi
ottici centrati. Approssimazione parassiale. Caratteristiche parassiali di un generico sistema ottico centrato. Il diottro
sferico. Il diottro piano. Lo specchio sferico. Lo specchio piano. La lente spessa in aria. La lamina a facce piane e
parallele in aria. La lente sottile in aria. Sistemi ottici centrati costituiti da due lenti sottili in aria. Caratteristiche
parassiali dell'occhio schematico di Gullstrand.
Libri consigliati
- Materiale fornito in fotocopie dal docente
- Warren J. Smith, "Modern Optical Engineering", McGraw-Hill (2008)
- Warren J. Smith, "Practical Optical System Layout", McGraw-Hill (1997)
- L.Ronchi Abbozzo, D. Mugnai "Ottica classica, teoria della visione, ottica ondulatoria, CNR, 2008
(ordinabile http://www.cnr.it/sitocnr/Iservizi/Pubblicazioni/Catalogopubblicazioni/ComeAcquistare.html)
Parte b, 3 cfu, Farini
Lenti Astigmatiche. Tipi di lenti astigmatiche: lenti bicilindriche, lenti sferocilindriche. Superfici toriche e lenti
sferotoriche. Sistema di rappresentazione degli angoli: sistema TABO e sistema Internazionale. Immagini generate da
lenti astigmatiche. Scrittura analitico-sintetica (ricetta) di una lente monofocale. Scrittura di ricette relative a lenti
astigmatiche equivalenti. Lenti toriche. Generica rappresentazione di superfici non assosimmetriche. Rotazioni oculari
dietro alle lenti. Il cilindro crociato. Rappresentazione delle lenti astigmatiche come vettori di potenza. Lenti
prismatiche per costruzione o decentramento Effetto prismatico di una lente: dimostrazione della formula di Prentice.
Lenti prismatiche per decentramento: effetto della molatura eccentrica in lenti positive e negative Effetto prismatico per
decentramento in lente monofocale; lettura al frontifocometro Effetto prismatico per decentramento in lente astigmatica
nelle direzioni principali della lente; lettura al frontifocometro Effetto prismatico per decentramento in lente astigmatica
in direzioni non principali della lente; lettura al frontifocometro.
Libri consigliati
- Letture di approfondimento: M.P.Keating Geometric, Physical and Visual Optics
Parte b, 3 cfu, Poli
Definizione di prisma e suoi parametri ottici e geometrici. Angolo di deviazione del prisma e sua espressione analitica.
Formazione grafica dell’immagine fornita da una prisma. Prismi spessi e sottili (formazione dell’immagine).
Condizione ottico-geometrica per l’attraversamento del prisma da parte di una radiazione monocromatica. Angolo di
deviazione minima del prisma; suo utilizzo. Il prisma e la radiazione policromatica. Definizione di diottria prismatica.
Cenni alla formulazione matriciale dell’ottica geometrica e applicazioni. Aberrazioni cromatiche e doppietti acromatici
per la loro compensazione. Aberrazioni non cromatiche: sferica, coma, astigmatismo e curvatura di campo. Cenni ai
polinomi di Zernike ed ai metodi di misura di aberrazioni (aberrometro di Shack e Hartmann). Cenni di ottica fisica: la
luce come radiazione elettromagnetica, cammino ottico, raggi e fronti d’onda, principio di Fermat, leggi di riflessione e
rifrazione, diottro sferico in approssimazione non parassiale (calcolo dell’aberrazione sferica).
Laboratorio per l'ottica I - 6 cfu (docenti: Guglielmo Tino & Nicola Poli)
Grandezze fisiche e loro dimensioni. Sistemi di unità di misura. Misure ed errori. Precisione e sensibilità degli strumenti
di misura. Distribuzione di Gauss degli errori. Analisi statistica dei risultati delle misure. Propagazione degli errori di
misura. Esperienze di laboratorio (Rotolamento di una sfera su una superficie sferica e misura di g. La bilancia, vari
metodi di pesata e misure della densità relativa. Calorimetro elettrico, misure del cp di un liquido e dell'equivalente in
liquido del calorimetro. Misura del coefficiente di viscosità e della tensione superficiale di un liquido. Banco ottico,
misure della distanza focale di lenti convergenti e divergenti. Spettroscopio e prisma, misura dell'indice di rifrazione del
prisma col metodo dell'angolo di deviazione minima e verifica della relazione di Cauchy. Interferometro di Michelson e
misura dell'indice di rifrazione dell'aria.
Optometria con laboratorio I – 6 cfu (Alessandro Fossetti, 3 cfu; Matteo Fusi, 3 cfu)
Parte a, Fossetti
Cenni di ottica fisiologica: - Diottrica oculare: funzione di cornea e cristallino - Occhio schematico: esatto, semplificato,
ridotto - Potenza di cornea e cristallino - Assi e angoli - Calcolo del diametro del disco di diffusione - Profondità di
fuoco e di campo - Foro stenopeico.Misura dell’acuità visiva: - Minimo visibile, minimo separabile, minimo leggibile,
iperacuità - Dimensioni dell’immagine retinica, calcolo della grandezza degli ottotipi - Scale di misura dell’acuità
visiva: notazione decimale, scala Monoyer, scala Snellen metrica, scala Snellen imperiale, cicli per grado, Log Mar Ottotipi: lettere dell’alfabeto, E di Snellen, anelli di Landolt, figure per bambini, reticoli.
Emmetropia e ametropia: - Concetto di emmetropia - Ametropia assiale e ametropia refrattiva - Punto remoto e punto
prossimo - Accomodazione: fisiologia dell’accomodazione - Intervallo di visione nitida e confortevole in relazione ad
ametropia ed età - Miopia: classificazione secondo Curtin e secondo Grosvenor, etiologia, evoluzione, sintomatologia,
metodi di controllo e di correzione - Miopia elevata: alterazioni oculari, sintomatologia, correzione - Ipermetropia:
congenita, acquisita; latente, manifesta; assoluta, facoltativa; etiologia, sintomatologia, correzione
Parte b, Fusi
- Astigmatismo: regolare, irregolare; refrattivo, corneale, interno; secondo regola, contro regola, obliquo; miopico,
ipermetropico, misto; semplice, composto
Metodiche di refrazione monoculare: - Anamnesi, esami preliminari, determinazione dell’equivalente sferico e della
Best Vision Sphere (B.V.S.) - Sfuocamento e recessione - Correzione dell’astigmatismo mediante l’utilizzo del
quadrante per astigmatismo: procedura, verifiche e controlli - Valutazione dell’astigmatismo mediante l’utilizzo del
cilindro crociato: procedura, verifiche e controlli. - Test di affinamento della sfera (cenni): utilizzo di lenti positive e
negative di 0.25 dt, bicromatico, reticolo a croce e cilindro crociato. – Test di bilanciamento bioculari
dell’accomodazione, prismatico e polarizzato. – Prove pratiche.
II anno
Metodi matematici per l’ottica - 6 cfu (docenti: Anna Consortini, 1.5 cfu; Riccardo Meucci, 2.5 cfu; Luca Mercatelli,
2 cfu)
Parte a; Consortini/Meucci
Funzioni di variabile complessa: Richiami generali sui numeri complessi e loro rappresentazione. Definizione di
funzione di variabile complessa. Limiti e derivate. Condizioni di monogeneita' e funzioni analitiche. Integrali nel piano
complesso. Teorema di Cauchy. Formula integrale di Cauchy: valore principale. Derivate di funzioni analitiche.
Sviluppo in serie di Taylor e raggio di convergenza. Zeri delle funzioni analitiche. Sviluppo in serie di Laurent. Punti
singolari. Teorema dei residui. Lemma di Jordan. Esempi di applicazioni ed esercizi. Uso del teorema dei residui per il
calcolo di integrali di interesse in ottica: integrale completo di Fresnel, integrale del Sinc ed integrale della trasformata
di Fourier di una gaussiana. Relazioni di dispersione in ottica: indice di rifrazione come funzione complessa.
Funzioni speciali usate in ottica: Funzioni esponenziali per onde piane e sferiche, Sinc per diffrazione da fenditura,
funzioni di Bessel per la diffrazione da foro. Funzionali e distribuzioni: Delta di Dirac, rect, step, sgn, unidimensionali e
bidimensionali. Trasformate di Fourier di funzioni e di distribuzioni in una variabile. Trasformate di interesse in ottica.
Convoluzione. Spettro di una convoluzione e teorema fondamentale della convoluzione. Teorema del campionamento.
Trasformata di Fourier in due variabili e cenno alla trasformata di Laplace. Polinomi ortogonali ed aberrazioni delle
lenti: polinomi di Zernike per le aberrazioni ottiche e per i sistemi ottici adattivi. Uso della trasformata di Fourier per
l'elaborazione delle immagini.
Parte b; Mercatelli
Utilizzo delle funzioni speciali e delle trasformate per la comprensione del funzionamento degli strumenti ottici.
Strumenti a immagine: Il telescopio e suo potere risolutivo, pupille d’ingresso e d’uscita e diaframmi. Funzionamento e
matematica del binocolo e del microscopio.
Strumenti per l’analisi spettrale: prisma a dispersione e reticolo di diffrazione, ordini e risoluzione spettrale, efficienza.
Cenni ad altre strumentazioni.
Testi consigliati:
Appunti verranno dati agli studenti durante le lezioni.
Per alcune parti e/o approfondimenti si potrà consultare:
- G. Toraldo: "Metodi Matematici della Fisica", Volume di appunti raccolti da A. Consortini, Scuola di Specializzazione in
Fisica 1961-62, (in Biblioteca)
Franco Gori "Elementi di Ottica" Ed Accademica Srl, Roma 1995 (l'appendice "Supplemento" di circa 50 pagine, è un
compendio molto utile)
Arfken, Weber and Harris: ”Mathematical Methods for Physicists: A Comprensive Guide” Elevier, Seventh Edition, 2013.
- Joseph W. Goodman "Introduction to Fourier Optics" Ed McGraw-Hill, Second Edition (Oppure Roberts 3th Edition). Il primo
capitolo, di circa 30 pagine, è utile per le trasformate bidimensionali.
- Ronald N. Bracewell "The Fourier transform and its applications" Ed McGraw-Hill 2000. Ci interessa il Cap. 15: "Antennas
and Optics" ed il Cap 22 dove sono molti disegni di funzioni e trasformate.
- P. M. Duffieux "The Fourier Transform and its Application to Optics" John Wiley & Sons 1983, second edition, traduzione
dell'originale "L'integrale de Fourier et ses applications a' l'Optique" Ed Masson, Parigi 1970, dove Duffieux pose le basi per lo
sviluppo dell'ottica di Fourier.
- J. F. James “A Student's Guide to Fourier Transforms: With Applications in Physics and
Engineering” Cambridge
University Press; 3 edition (May 9, 2011).
Fisica II - 6 cfu (docente: Fabrizio Barocchi)
Elettrostatica nel vuoto campo elettrico e potenziale. Azioni elettriche, carica elettrica e legge di Coulomb, il campo
elettrico, campo elettrostatico in sistemi di cariche, teorema di Gauss, la prima equazione di Maxwell, il potenziale
elettrico, il dipolo elettrico, azioni meccaniche su dipoli in campo elettrico, conservatività del campo elettrico. Sistemi
di conduttori in campo elettrostatico. Campo in conduttori, capacità elettrica, sistemi di conduttori, energia in campo
elettrostatico, il problema generale dell’elettrostatica. Elettrostatica in presenza di dielettrici. La costante dielettrica,
interpretazione microscopica, il vettore polarizzazione elettrica, le equazioni dell’elettrostatica in dielettrici, condizioni
al contorno su superfici di separazione tra dielettrici, energia in presenza di dielettrici. Corrente elettrica stazionaria.
Conduttori, corrente elettrica, densità di corrente ed equazione di continuità, resistenza elettrica e legge di Ohm, forza
elettromotrice e generatori, resistenze in parallelo ed in serie, quasi stazionarietà scarica di un condensatore, energia del
campo in un condensatore. Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto. Forza di Lorentz e vettore di induzione
magnetica, azioni meccaniche su circuiti in campo magnetico, campo B generato da correnti, proprietà di B e terza
equazione di Maxwell, teorema della circuitazione di Ampere, definizione dell’unita’ di misura della corrente,
definizione del potenziale vettore. Magnetismo della materia. Considerazioni introduttive, polarizzazione magnetica e
correnti microscopiche nei materiali, le equazioni della magnetostatica in presenza di materiali. Campi elettrici e
magnetici variabili nel tempo. Induzione elettromagnetica legge di Faraday-Neumann,terza equazione di Maxwell nel
caso non stazionario, autoinduzione e coefficiente di autoinduzione, circuito RL energia del campo magnetico, quarta
equazione di Maxwell. Onde elettromagnetiche. Considerazioni introduttive, equazione delle onde, onde
elettromagnetiche piane, onde elettromagnetiche sferiche, spettro delle onde elettromagnetiche, conservazione
dell’energia e vettore di Poynting, potenziali elettrodinamici. Fenomeni classici di interazione tra radiazione e
materia. Riflessione e rifrazione delle onde elettromagnetiche, interferenza, diffrazione.
Laboratorio per l' ottica II - 6 cfu (docenti: Lorenzo Fini, 3 cfu & Roberto Eramo, 3 cfu)
Elettrologia:
Reti lineari: Definizione e unità di misura di tensione, corrente e resistenza. Legge di Ohm. Leggi di Kirchhoff.
Teorema di Thevenin. Generatori di tensione reali. Potenza elettrica.
Correnti alternate, formalismo complesso, impedenza del condensatore. Estensione delle leggi di Ohm e di Kirchhoff.
Potenza elettrica con correnti alternate.
Circuiti: Circuito R C: risposta alla chiusura. Analisi della risposta in frequenza (ampiezza e fase) dei circuiti RC. Passa
alto e passa basso: analisi in frequenza. Definizione di decibel, diagramma di Bode. Multimetri digitali: funzionamento
e limiti. Funzionamento e uso dell' oscilloscopio digitale.
Ottica: Il reticolo di diffrazione. Lo spettrometro a reticolo. Polarizzazione della luce. Funzionamento del polarizzatore:
legge di Malus.
Laboratorio:
Esperienza 1: Misura della caratteristica Volt-Amperometrica di 3 diversi elementi circuitali.
Esperienza 2: Studio dei diagrammi di ampiezza e fase per circuiti passa alto e passa basso.
Esperienza 3: Verifica della legge di Malus e misura del rapporto di estinzione di un polarizzatore.
Esperienza 4: Misura del passo di un reticolo di diffrazione.
Optometria con laboratorio II (già Ottica oftalmica) – 9 cfu (docenti: Silvano Abati, 6 cfu; Mauro Zuppardo, 3 cfu)
Parte a: 6 cfu (S Abati) Anisometropia - Problematiche ottiche relative alla presenza di anisometropia - Aniseiconia:
ingrandimento di potenza e di forma di una lente oftalmica, ingrandimento totale - Lenti aniseiconiche – Anisoforia
ottica e sua compensazione con lenti oftalmiche.
Lenti bifocali - Problematiche legate all’uso delle lenti bifocali: salto di immagine, differenza di ingrandimento,
aberrazioni cromatiche, ec. - Lenti bifocali ad unghia visibile ed invisibile - Lenti bifocali a disco fuso - Vantaggi e
limiti delle varie tipologie di bifocali - Tecniche per il rilevamento dei parametri e montaggio delle lenti bifocali - Lenti
trifocali.
Lenti progressive - Lenti progressive a porto abituale: ad inset fisso, variabile in funzione dell’addizione, variabile in
funzione dell’addizione e del potere per lontano, personalizzato - Problematiche connesse alle varie tipologie - Tecniche
di rilevamento dei parametri per il loro corretto montaggio - Controlli ad occhiale approntato.
Lenti per attività specifiche: lenti a poteri raccordati, lenti progressive vicino intermedio, lenti a profondità di fuoco,
lenti per la guida - Vantaggi e limiti delle varie tipologie - Tecniche per il rilevamento dei parametri per il loro corretto
approntamento.
Lenti filtranti - Parametri fondamentali di una lente filtrante: diffusione, riflettanza, assorbenza, trasmittanza, diagrammi
di trasmittanza e loro corretta interpretazione - Lenti filtranti selettive per patologie oculari - Caratteristiche delle lenti
filtranti medicali - Classificazione in relazione al problema visivo - Lenti polarizzate e fotocromatiche - Trattamenti
antiriflesso: aspetti fisici, e costruttivi.
Lenti asferiche - Problematiche connesse all’appiattimento delle superfici di una lente sferica. Lenti asferiche:
polinomiali, asferiche ottenute da sezioni coniche evolutive, atoriche, asferiche-atoriche, asferiche modulari - Vantaggi
e limiti delle lenti asferiche - Tecniche per il rilevamento dei parametri per il loro corretto approntamento.
Libri consigliati:
Materiale didattico a cura del docente.
Parte b: 3 cfu (Zuppardo)
Esame Rifrattivo Topografia corneale; Rifrazione oggettiva: Schiascopia, Autorefrattometria, Aberrometria; Esame
monoculare e binoculare; Esame delle eteroforie, della fusione; Stereopsi.
Analisi e prescrizione della correzione ottica: Analisi, Graficazione, Interpretazione e prescrizione per le ametropie e
le eteroforie; Correzione con lenti monofocali; Correzione con lenti multifocali; Prescrizione di filtri; Correzione ottica
con Chirurgia Refrattiva; Correzione ottica con lenti Intracorneali; Correzione ottica con lenti Intraoculari
Condizioni speciali: Neonati, Bambini e Ragazzi; Pazienti con Ambliopia e Strabismo; Pazienti con Anisometropia e
Aniseiconia; Pazienti con Ametropie elevate; Pazienti con Aberrazioni di alto ordine; Pazienti Anziani; Pazienti
Ipovedenti; Pazienti con Patologie oculari.
Testi di riferimento:
o
o
o
o
o
o
o
Rossetti A, Gheller P. (2003). Manuale di optometria e contattologia, II ed. Bologna, Zanichelli.
Kurtz D. Carlson Nancy B. (2004). Clinical procedures for ocular examination, McGraw-Hill Companies, Inc.
William J. Benjamin (2006). Borish’s Clinical Refraction, Second Edition, Butterworth-Heinemann, Elsevier Inc.
Scheimann M., Wick B., (2002) Clinical management of binocular vision, accommodative and eye movement disorders,
Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia
Birnbaum, M.H. (1993). Optometric Management of Nearpoint Vision Disorders. Boston: Butterworth-Heinemann.
Press L.J. (2001), Applied concept in vision therapy, Butterworth-Heinemann.
Cron T., Richman J. (1995), Guide to vision therapy, Bernell ed.
Optometria con laboratorio III – 12 cfu (docenti: Giuseppe Migliori 3 cfu, Fabio Casalboni 7 cfu, Roberto Volpe 2
cfu)
Parte a: 3 cfu (docente: Migliori): Strumenti: Oftalmometri. Lampada a fessura-biomicroscopio. Schiascopia con
oftalmoscopio diretto. Refrattometri soggettivi manuali e computerizzati. Strumenti per la misura dei parametri ottici e
dimensionali di lenti a contatto morbide e rigide.
Libri consigliati
1. Amos JF. Diagnosis and Management in Vision Care. Boston: Butterworth, 1988
2. Edwards K, Llewellyn R. Optometry. Boston: Butterworth, 1988
3. Eskridge JB, Amos JF, Bartlett JD (eds). Clinical Procedures in Optometry. Philadelphia: JB Lippincot, 1991
4. Henson BD. Optometric instrumentation - 2nd Ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1996
5. Zadnik K. The ocular examination. Philadelphia: W.B. Saunders Company, 1997.
6. Benjamin W.J. Borish’s Clinical Refraction. Philadelphia: W.B. Saunders Company, 1998
7. Abati S, Migliori G, Parenti L, Volpe R.La Schiascopia.Fabiano 2003
8. Benjamin W. J. Borish's Clinical Refraction. Butterworth-Heinemann. 2006
Parte b: 7 cfu (docente: Casalboni): Visione a distanza ravvicinata e convergenza. Vergenze fusionali. Analisi grafica I.
Esame della visione binoculare. Metodi per ripristinare il comfort visivo. Tecniche di refrazione binoculare.
Valutazione optometrica degli aspetti funzionali del sistema accomodativo. Anomalie del sistema accomodativo.
Analisi Grafica II. Foria Associata e Disparità di fissazione. Tecniche per la misura della foria associata e per la
compilazione della curva di disparità di fissazione. Analisi integrativa. Tecniche di Schiascopia dinamica e loro
esecuzione. Procedura analitica dei 21 punti e sua esecuzione. Linee guida nella prescrizione di sfere o prismi in base ai
criteri proposti nelle varie metodiche di valutazione funzionale.
Parte c: 2 cfu (docente: Volpe):
- La Pupilla: Cenni di Anatomia e Fisiologia, La semeiotica di Base ed Avanzata, le principali alterazioni pupillari
- Il Campo Visivo: Definizione, Campimetria e Perimetria, Perimetria statica e cinetica, manuale e computerizzata.
Tecniche non codificate.
- La Motilità Oculare: Cenni di Anatomia. I Movimenti Saccadici, I movimenti d’Inseguimento Lento, I riflessi
Vestibolari, il sistemo Optocinetico, la Fissazione. La diagnostica. Soggettiva ed Oggettiva.
- Sensibilità al contrasto: test clinici, soglie, abbagliamento.
Bio-medicina generale – 9 cfu (docenti: Aldo Becciolini, 1 cfu, Paola Faraoni, 2 cfu; Daniele Nosi, 3 cfu; Marco
Linari, 3 cfu)
Biologia applicata - 3 cfu (docenti: Becciolini, Faraoni)
Concetto di vita e di essere vivente: teoria cellulare, cenni su origine della vita e evoluzione delle cellule. Le basi
chimiche della vita e le macromolecole biologiche. Cellule procariotiche ed eucariotiche. Organizzazione e
funzioni della cellula. Virus. Energia e metabolismo. Genoma e cromosomi. Il ciclo cellulare, mitosi e meiosi. La
replicazione del DNA, la trascrizione dell’RNA e la sintesi proteica. Geni e regolazione genica. Organizzazione
delle cellule in tessuti. Il ricambio cellulare. Esempi di tessuto epiteliale, connettivo, muscolare, nervoso.
Composizione del sangue.
Libri consigliati
Biologia generale: va bene un libro molto usato del Liceo
Altro materiale sarà fornito in fotocopie
Anatomia umana - 3 cfu (docente: Nosi)
Generalità sulla struttura e funzioni della cellula. Generalità sui tessuti epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso.
Generalità di costituzione del corpo umano. Piani e coordinate anatomiche, terminologia e metodi di studio.
Concetti di organo, apparato, sistema. Classificazioni degli organi e loro schemi strutturali. Apparati della vita di
relazione e della vita vegetativa: rapporti tra struttura e funzione. Generalità morfologiche e funzionali di ossa,
articolazioni e muscoli. Organizzazione generale dello scheletro umano con particolare riferimento alle cavità
orbitarie. Cenni sugli organi degli apparati cardiovascolare, linfatico, respiratorio, digerente, urinario, riproduttivo,
endocrino e tegumentario. Cenni sul sistema nervoso centrale, periferico, autonomo e sugli organi di senso specifici
con particolare riferimento all'organo della vista.
Libri consigliati
- Anatomia umana e istologia - P.Carinci, E.Gaudio e G.Marinozzi - Masson (Collana di Scienze
Infermieristiche) (più semplice)
- Anatomia dell'uomo - G.Ambrosi, D.Cantino, P.Castano et al. - Edi-Ermes (sono compresi anche principi di
Istologia) (più completo)
Fisiologia generale - 3 cfu (docente: Linari)
Struttura e funzione della membrana cellulare. Meccanismi di trasporto passivi e attivi. Equilibrio osmotico,
equilibrio elettrochimico. Basi ioniche del potenziale di riposo: equazione di Nerst, equazione del campo costante.
Basi ioniche del potenziale d’azione: conduttanze del sodio e del potassio come funzione del potenziale di
membrana e del tempo. Potenziale d’azione cardiaco. Modello elettrico della membrana. Propagazione del
potenziale d’azione. Trasmissione sinaptica: sinapsi chimiche ed elettriche. Integrazione sinaptica. Meccanismi di
trasduzione dei segnali nei recettori sensoriali. Codificazione del segnale. Relazione struttura-funzione nel muscolo
striato. Meccanismo molecolare di generazione di forza. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Cenni alla
fisiologia di sistema: sistema cardiovascolare, respiratorio e escretore. Controllo della pressione arteriosa,
equilibrio acido-base nell’organismo.
Libri consigliati
- Fisiologia animale – D. Randall, W. Burggren e K. French - Zanichelli
Per approfondire
- Dai neuroni al cervello. J.G. Nicholls, R.A. Martin, B.S. Wallace - Zanichelli
- The Physiology of Excitable Cells. D.J. Aidley - Cambridge University Press
Medicina oculare – 12 cfu (docenti: Menchini Ugo, 1 cfu; Galassi Fernando, 0.75 cfu; Giacomelli Giovanni, 5 cfu;
Giansanti Fabrizio, 2 cfu; Scrivanti Mario, 1 cfu; Virgili Gianni, 0.75 cfu; Mencucci Rita, 1.5 cfu)
Anatomia e istologia oculare 2 cfu (docente: Giacomelli)
EMBRIOLOGIA DELL’APPARATO VISIVO: Accenni di embriologia del sistema nervoso e dell’occhio.
L’ORBITA ED IL SUO CONTENUTO : Anatomia del cranio, con particolare riferimento alla strutture dell’orbita.
La muscolatura facciale, con particolare riferimento alla muscolatura palpebrale ed a quella estrinseca ed intrinseca dell’occhio.
Richiami di anatomia del sistema circolatorio (cuore, circolo polmonare, circolo sistemico)
La circolazione arteriosa e venosa del distretto cranio-cefalico, con particolare riferimento
alla vascolarizzazione della regione orbitaria, del contenuto dell’orbita e degli annessi.
STRUTTURA DELLE VIE NERVOSE: Costituzione ed organizzazione del sistema nervoso centrale e periferico, con particolare
riferimento ai seguenti aspetti:
• anatomia delle vie ottiche
• organizzazione delle strutture coinvolte nel controllo della oculomozione volontaria e riflessa
• il riflesso fotomotore e l’accomodazione: basi anatomiche
• struttura e funzione del nervo periferico
• organizzazione, decorso e funzione dei nervi cranici, con particolare riferimento al II, III, IV, V, VI e VII paio
GLI ANNESSI OCULARI: Le formazioni accessorie dell’occhio e la regione orbitarla
IL GLOBO OCULARE: Il globo oculare: struttura ed organizzazione. Le tonache dell’occhio e relative specializzazioni funzionali con
particolare riferimento alla struttura della retina, il cristallino, il corpo vitreo.
Fisiologia della visione 2 cfu (docenti: Giansanti 0.5 & Mencucci 1.5)
RM: LA LUCE: - Spettro visibile/spettro solare.- Trasmittanza ed assorbimento dei mezzi oculari. - Danni oculari da radiazioni (UV, IR)
FG: FORMAZIONE DELLA IMMAGINE RETINICA: L'occhio quale sistema ottico: - L'occhio emmetrope: potere diottrico - Indici di
rifrazione, fattori geometrici e aberrazioni. L'occhio ridotto. - Dimensioni dell'immagine retinica: angolo visuale e lunghezza assile. - La
rifrazione oculare nell’infanzia e nell’adulto. - L'acuità visiva:significato,misura e variazioni.
RM: FISIOLOGIA DELLA CORNEA: - Caratteristiche strutturali,biochimiche e proprietà funzionali dei vari strati. - Riflessi corneali Rapporti fra trasparenza e stato di idratazione: requisiti metabolici per il relativo mantenimento - Idrofilia, variazioni di spessore ed edema
corneale - Tensione parietale e stabilità geometrica in relazione alla I.O.P.
RM: FISIOLOGIA DELLA SCLERA: - Proprietà strutturali e funzionali
RM: FISIOLOGIA DEL CRISTALLINO: - Struttura , composizione, proprietà biochimiche e metaboliche - Potere di rifrazione Accomodazione:elasticità del cristallino e potere di rifrazione aggiuntivo; punto prossimo e variazioni in relazione all'età - Presbiopia e
relativa correzione - Il riflesso di accomodazione:stimoli, circuiti neurali, effettori muscolari - Sinergie accomodative: miosi e convergenza
assi visivi - Anomalie della accomodazione - Alterazioni della trasparenza in relazione all'età.
RM: FISIOLOGIA DELL’IRIDE: - Funzioni e motilità - Controllo della apertura pupillare e relativi effetti ottici - Riflesso pupillare alla
luce: risposta diretta e consensuale; principali alterazioni
FG: FISIOLOGIA DEL CORPO VITREO: - Volume e funzioni - Composizione e caratteristiche biochimiche e metaboliche, miodesopsie
- Alterazioni regmatogene,fosfeni vitreali, distacco.
RM: EMMETROPIA ED AMETROPIE: - Ipermetropia e relativa correzione - Miopia e relativa correzione - Astigmatismi:e relative
correzioni - Correzione con lenti a contatto risp. a quella con occhiali.
FG: FISIOLOGIA DEL CIRCOLO OCULARE: - Sistemi vascolari uveale e retinico - Pressioni di perfusione - Barriera emato-oculare Riflesso oculo-cardiaco
RM: FISIOLOGIA DELL’UMOR ACQUEO: - Funzioni, composizione e caratteristiche biochimiche - Volume, velocità di
rinnovamento,meccanismi di formazione. - Sedi e meccanismi di deflusso - Pressione endooculare (IOP) - Valori normali e fluttuazioni
circadiane - Controllo del bilancio fra produzione e deflusso dell'umor acqueo - Effetti della IOP sulla circolazione e sulla nutrizione
endooculare
RM: FISIOLOGIA DEGLI ANNESSI OCULARI: Palpebre – Funzioni - Motilità volontaria e riflessa e relativo controllo Apparato
lacrimale – Funzioni - Il film lacrimale: composizione e spessore dei tre strati - Apparato secretore e relativo controllo, secrezione di base e
riflessa - Sistema escretore, le vie lacrimali - Alterazioni della secrezione e della escrezione
RM: FISIOLOGIA DELLA RETINA: Retina. - Sistemi recettoriali dei bastoncelli e dei coni; distribuzione,proprietà, sensibilità spettrale La fototrasduzione: eventi biochimici ed elettrici (potenziali di recettore) - Elaborazione intraretinica del potenziale di recettore,ruolo delle
cellule orizzontali,bipolari ed amacrine. - Funzione integrativa delle cellule gangliari, codifica in frequenza, campi recettivi - Visione
scotopica e visione fotopica - Adattamento al buio ed alla luce - Visione cromatica e principali difetti
RM: FISIOLOGIA DELLE VIE OTTICHE EDELLE AREE CORTICALI: - Vie ed aree visive. - Visione binoculare e punti
corrispondenti retinici - Campi visivi:monooculare, binoculare, scotomi fisiologici - Cenni di organizzazione delle vie e delle aree visive La percezione della forma,del movimento e della localizzazione spaziale - Visione stereoscopica: meccanismi bi-e mono-oculari
Elementi di patologia oculare 3.5 cfu (docenti: Menchini 1, Galassi 0.75, Scrivanti 1, Virgili 0.75)
MS: PATOLOGIA DELL’ORBITA: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - Esoftalmi e proptosi
MS: PATOLOGIA DELLE PALPEBRE: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - Blefariti, orzaiolo, calazio, ptosi e retrazione
palpebrale, trichiasi, entropion ed ectropion, tumori
MS: PATOLOGIA DELL’APPARATO LACRIMALE: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - Dacrioadeniti, dacriocistiti,
sindrome dell’occhio secco, tumori
MS: PATOLOGIA DELLA CONGIUNTIVA: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - Iperemia congiuntivele, congiuntiviti,
pinguecola, pterigion, tumori
FG: PATOLOGIA DELLA CORNEA: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - Abrasione e traumi, cheratiti, cheratocono,
distrofie
FG: PATOLOGIA DELLA SCLERA E DELLA EPISCLERA: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - Scleriti ed episcleriti,
traumi
MS: PATOLOGIA DEL CRISTALLINO: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - Cataratta, traumi
UM: PATOLOGIA DEL CORPO VITREO: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - Degenerazioni
FG: PATOLOGIA DELL’IDRODINAMICA OCULARE: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - I glaucomi
GV: PATOLOGIA DELL’UVEA: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - Uveiti anteriori, intermedie e posteriori, tumori
UM: PATOLOGIE DELLA RETINA: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - Retinopatia ipertensiva e diabetica, distacco della
retina, vasculopatie retiniche venose ed arteriose, corioretinopatia sierosa centrale, patologie eredodegenerative, maculopatie degenerative,
traumi, tumori
GV: PATOLOGIA DEL NERVO OTTICO E DELLE VIE OTTICHE: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - Edemi papillari,
neuriti, vasculopatie, neuropatie tossiche
RM: PATOLOGIA DELLA REFRAZIONE OCULARE: - Richiami di anatomia, fisiologia e semeiotica - miopia, ipermetropia,
astigmatismo, presbiopia ed anomalie accomodative
Ipovisione 2 cfu (docente: Giacomelli)
GENERALITA’: - Classificazioni – Epidemiologia - Cause di ipovisione
INQUADRAMENTO DEL PAZIENTE IPOVEDENTE: - Anamnesi ed approccio al paziente ipovedente - Aspetti psicologici - Acuità
visiva (lontano, vicino e potenziale) - Campo visivo (periferico e centrale) - Sensibilità al contrasto, abbagliamento, emeralopia Percezione cromatica - Questionari per la qualità della vita - Aspetti medico-legali
AUSILI PER IPOVEDENTI: - Ausili ottici (microscopici, telescopici, telemicroscopici, filtri) - Ausili non ottici (CCTV, computer) Illuminotecnica per l’ipovisione
IPOVISIONE IN ETA’ PEDIATRICA: - Cause di ipovisione in età pediatrica (qualità della visione) - Ausili e Training di adattamento Training di abilitazione visiva
IPOVISIONE PERIFERICA: - Cause di ipovisione periferica (qualità della visione) - Ausili per l’ampiamento del campo visivo e Training
di adattamento - Training di orientamento e mobilità
IPOVISIONE CENTRALE: - Cause di ipovisione centrale (qualità della visione) - Ausili e Training di adattamento - Lettura e Training di
riabilitazione alla lettura - Attività a distanza intermedia e Training per il coordinamento oculo-manuale
Semeiotica oculare 2 cfu (docenti Giacomelli, 1 cfu / Giansanti, 1 cfu)
- Oftalmoscopia diretta e indiretta: strumenti e tecniche.- Retinografi, Fundus camera, Fluorangiografi. - Microscopia endoteliare Microscopia confocale - Lenti accessorie della L.A.F per l’esame del fondo - Tonometria e tonometri – Pacometri – Ecobiometri Tecniche di imaging oftalmologica (OCT ecc.) - Campo visivo: Perimetri e Campimetri.
III anno
Fisica moderna – 6 cfu (docenti: Francesco Marin, 2 cfu; Massimo Moraldi, 3 cfu; Riccardo Pratesi, 1 cfu)
Elementi di fisica quantistica. La radiazione termica. Gradi di libertà della radiazione. Variabili canoniche del campo.
L'effetto fotoelettrico. L'effetto Compton. Modelli atomici. L'esperimento di Franck-Hertz. L'esperimento di SternGerlach. e la “quantizzazione spaziale”. Il fotone. Il modello atomico di Bohr. Emissione e assorbimento della luce. Le
onde di De Broglie e il dualismo onda corpuscolo. Il principio di indeterminazione di Heisenberg. Interazione atomocampo e.m.. Equazione di Schrödinger e significato di autostato, autovalore e valore di aspettazione. Particella in una
buca di potenziale: previsioni classiche e quantistiche. Applicazioni: oscillatore armonico, previsioni classiche e
quantistiche. Cenni: equazione di Schrödinger in un campo di forze centrale.
Elementi di fisica atomica. Atomo di idrogeno
- Richiami matematici: coordinate polari; definizione delle coordinate sferiche; gradiente ed operatore
Laplaciano in coordinate sferiche.
- Richiami al moto in un campo centrale. Momento angolare.
- Significato della funzione d’onda e dell’equazione di Schrödinger.
- Equazione di Schrödinger per l’atomo di idrogeno. Operatori quantistici associati a impulso, energia cinetica,
momento angolare.
- Separazione delle variabili nell’ equazione di Schrödinger per l’atomo di idrogeno.
- Soluzioni della componente angolare dell’equazione. Armoniche sferiche. Numeri quantici azimutale e
magnetico. Operatore associato alla componente z del momento angolare. Armoniche sferiche come
autofunzioni del momento angolare.
- Funzioni radiali soluzione dell’equazione di Schrödinger per l’atomo di idrogeno. Numero quantico
principale. Livelli energetici.
- Forma e classificazione degli orbitali nell’atomo di idrogeno.
Elementi di fisica molecolare. Molecole biatomiche
- Hamiltoniana di una molecola e separazione di Born-Oppenhaimer.
- Equazione di Schrödinger per molecole biatomiche. Potenziale efficace e sviluppo all’ordine più basso.
- Moto rotazionale di una molecola biatomica rigida. Spettro rotazionale puro di una molecola biatomica.
- Moto vibrazionale di una molecola biatomica. Spettro vibrazionale e roto-vibrazionale: bande P, Q, R.
Elementi di fisica dei solidi.
- Calore specifico. - Moti reticolari. Proprietà termiche e di trasporto legate ai moti reticolari. - Proprietà
elettroniche di un cristallo. - Proprietà termiche e di trasporto degli elettroni.
Cenni di Relatività speciale
- Introduzione al problema della definizione di spazio e tempo in sistemi di riferimento inerziali. Trasformazioni di Galileo. - Relatività di Einstein. Postulati della teoria della relatività speciale. - Spaziotempo quadrimensionale. Trasformazioni di Lorentz. Quadrivettori. - Relatività della contemporaneità.
Contrazione relativistica delle lunghezze. Dilatazione relativistica dei tempi. Tempo proprio. Composizione
delle velocità.- Descrizione delle leggi fisiche con quadrivettori. Quadrivettori di tipo spaziale e temporale. Quadrivettore quantità di moto. Massa ed energia a riposo, massa relativistica. - Quadrivettore di propagazione
delle onde elettromagnetiche. Effetto Doppler relativistico. Aberrazione relativistica della luce.
Ottica fisica, laser e fotofisica della visione – 9 cfu (docenti: Giusfredi Giovanni, 2 cfu, Meucci Riccardo, 2 cfu,
Farini Alessandro, 3 cfu, Pini Roberto, 2 cfu)
Ottica fisica, 4 cfu, Giusfredi, Meucci
Rappresentazione matematica delle onde. Ottica ondulatoria (rappresentazione delle onde, propagazione della luce nei
materiali, equazioni di Fresnel). Interferenza a due e più onde e applicazione ai film sottili. Diffrazione: principio di
Huygens. Diffrazione di Fresnel e Fraunhofer. Assorbimento, spettrofotometria e colorimetria. Basi della radiometria e
della fotometria.La radiazione di corpo nero, la legge dello spostamento di Wien. Gli spettri di emissione a righe. La
distribuzione di Boltzmann. Emissione spontanea, emissione stimolata, assorbimento. Inversione di popolazione. Le
cavità ottiche. Modi longitudinali e modi trasversi della cavità. Il modo fondamentale TEM00 e la sua divergenza.
Cenni sui vari tipi di laser. Coerenza temporale e coerenza spaziale della radiazione laser.
Laser, 2 cfu, Pini
Sorgenti laser ed incoerenti, con particolare riguardo alle applicazioni biomediche. Propagazione in fibra ottica.
Proprietà ottiche dei tessuti: principali cromofori biologici, assorbimento e diffusione, legge di Lambert-Beer, cenni
sulla teoria della diffusione e del trasporto, misure delle proprietà ottiche dei tessuti; esempi relativi alla trasmissione
luminosa nella cornea. Interazione laser-tessuto per applicazioni diagnostiche e terapeutiche: interazione fotochimica e
fototermica con esempi in campo oculistico; interazione fotomeccanica e ablazione dei tessuti, con esempi in campo
oculistico e microchirurgico.
Fotofisica della visione, 3 cfu, Farini
Occhio limitato per diffrazione. Funzione di trasferimento della modulazione dell'occhio. OTF dell'occhio. Analisi di
Fourier delle immagini. Effetti della diffusione della luce sull'occhio. Aberrazioni dell'occhio e rappresentazione delle
aberrazioni oculari in termini di polinomi di Zernike. Il campionamento retinico.Trasmittanza, assorbimento e
diffusione dei mezzi oculari. Curve di risposta dei coni. Percezione cromatica. Anomalie della percezione cromatica.
Teorie della percezione cromatica. Adattamento cromatico strumenti per la valutazione del senso cromatico.
Optoelettronica per la visione e illuminotecnica – 6 cfu (docenti: Mercatelli Luca, 3 cfu; Baldanzi Elisabetta, 3 cfu)
Optoelettronica, 3 cfu, Mercatelli
Dispositivi optoelettronici: Reticolo di diffrazione e spettrometria, Sensori, Telecamere CCD
Tecniche di misura: Rilievo 3D di una superficie, effetto Moirè, tecniche in luce strutturata, Misura di microspostamenti
e deformazioni, tecniche speckels, Misura di particolati, tecniche per l’identificazione di cellule in medicina e biologia
Illuminotecnica, 3 cfu, Baldanzi
Grandezze fotometriche e radiometriche, relazione tra le grandezze fotometriche. Radiazione di corpo nero, equazione
di Plank. Teoria del colore e del tristimolo, resa cromatica delle sorgenti, temperatura di colore, efficienza luminosa.
Parametri di valutazione delle sorgenti luminose, classificazione generale, principi di funzionamento.
Contattologia con laboratorio – 12 cfu (docenti: Abati Cristina, 5 cfu; Calossi Antonio, 6 cfu; Stefanelli Manola, 1
cfu)
C Abati:
Possibili classificazioni delle lenti a contatto.
Cornea: dimensioni e modelli matematici per la descrizione del suo profilo. Curve sferiche ed asferiche: equazione di
Baker, definizione e calcolo di “fattore di forma”, “eccentricità” ed “asfericità”.
Lenti a contatto fisicamente rigide
Geometrie: a curve sferiche (coassiali: bicurve, tricurve, tetracurve e policurve, e non coassiali) ed asferiche
(monoeccentriche, sfero-asferiche, biasferiche e multieccentriche). Nomenclatura contattologica internazionale.
Concetto di profondità sagittale: definizione, calcolo nelle varie tipologie di lenti e sua importanza in contattologia.
Concetto di sollevamento al bordo (assiale e radiale): definizione, calcolo nelle varie tipologie di lenti, sue variazioni al
variare dei parametri della lente e sua importanza in contattologia. Concetto di spessore del menisco lacrimale (al centro
ed al bordo): definizione, sua variazione al variare dei parametri della lente e sua importanza in contattologia.
Calcolo dell’astigmatismo corneale, refrattivo ed interno e conseguente scelta di lenti a contatto assosimmetriche o
toriche. Scelta dei parametri geometrici e del potere di lenti a contatto assosimmetriche. Metodiche di controllo di lenti
a contatto applicate. Problematiche associate all’utilizzo.
Lenti a contatto morbide
Caratteristiche geometriche. Caratteristiche delle lenti a contatto idrofile e di quelle in silicone-hydrogel. Scelta dei
parametri geometrici. Scelta del potere di lenti sferiche. Metodiche di controllo di lenti applicate. Problematiche
associate all’utilizzo.
Lenti a contatto morbide toriche: indicazioni e controindicazioni all’applicazione, valutazioni preliminari utili
all’applicazione, caratteristiche geometriche, metodiche di stabilizzazione, scelta dei parametri geometrici e del potere e
metodiche di controllo di lenti applicate con particolare attenzione alle problematiche legate alle rotazione.
Pratica:
Valutazioni del segmento anteriore e del film lacrimale preliminari all’applicazione di lenti a contatto. Misurazione dei
parametri oculari necessari per l’applicazione delle lenti a contatto fisicamente rigide e morbide. Varie metodiche di
scelta, applicazione e controllo di lenti a contatto fisicamente rigide assosimmetriche. Varie metodiche di scelta,
applicazione e controllo di lenti a contatto morbide sferiche e toriche.
A Calossi
M Stefanelli
