FISICA MEDICAgiugno2014

FISICA MEDICA
Generalità
Il corso di Fisica Medica si svolge durante il primo semestre del primo anno ed è previsto
l’esame a partire dagli appelli di Dicembre/Gennaio del primo anno in corso.
CFU: 5
È consigliabile seguire attentamente il corso, dal momento che l'esame verterà solo sugli
argomenti spiegati a lezione.
Programma del corso AA 2011/2012:
CORSO di FISICA
Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia - sede di Napoli
Seconda Università di Napoli
Anno Accademico 2011-2012
1. Introduzione al corso. Il ruolo della metodologia fisica nello sviluppo delle Scienze
Biomediche.
2. Fondamenti di matematica. Equazioni di II grado. Funzione logaritmica ed esponenziale.
Grafici di funzioni. Concetti di limite, derivata ed integrale. Funzioni trigonometriche
3. Il concetto di misura. Grandezze fisiche. Campioni ed unità. Il sistema internazionale di
misure. I campioni di lunghezza, massa e tempo.
4. Grandezze vettoriali e scalari. Somma di vettori, metodo geometrico. Scomposizione e
somma di vettori. Metodo analitico. Prodotto scalare e vettoriale.
5. Moto in una dimensione. Cinematica del punto materiale. Velocità media. Velocità
istantanea. Moto rettilineo uniforme. Velocità variabile. Accelerazione. Moto con accelerazione
costante..
6. Dinamica del punto materiale. Problema fondamentale della meccanica. La prima legge di
Newton. Definizione di forza e massa. La seconda legge di Newton. Esempi di forze: forza
gravitazionale e forza peso. La terza legge di Newton. Le forze di tensione. Applicazione delle
leggi della dinamica. Il piano inclinato. Le forze di attrito statico e dinamico. La dinamica del
moto circolare uniforme.
7. Lavoro ed energia. Lavoro fatto da una forza costante. Energia cinetica. Teorema
dell’energia cinetica. Lavoro fatto da una forza variabile. Lavoro svolto da una molla. Potenza.
Unità di misura del lavoro e della potenza.
8. Conservazione dell’energia. Forze conservative. Energia potenziale. Energia potenziale
gravitazionale. Sistemi conservativi unidimensionali. Energia meccanica e diagramma
dell’energia potenziale. Equilibrio stabile, Instabile e indifferente. Sistemi conservativi in due e
tre dimensioni. Forze non conservative. La conservazione dell’energia.
9. Equilibrio dei corpi rigidi. Definizione di corpo rigido. Equazioni cardinali della statica.
Equilibrio statico di un corpo rigido. Baricentro. Stabilità ed equilibrio. Leve. Guadagno
meccanico. Muscoli. Leve del corpo..
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10. Meccanica dei fluidi. Definizione di fluido perfetto Statica dei fluidi. Pressione di un fluido.
Legge di Stevino. Legge di Pascal ed il torchio idraulico. Il principio di Archimede. Dinamica dei
fluidi. Fenomeni di capillarità. Pressione atmosferica. Teorema di Bernoulli. La viscosità. Moto
turbolento. Legge di Hagen-Poiseuille. Numero di Reynolds. Sistema cardiocircolatorio.
11. Moto ondulatorio. Onde e particelle. Concetto di onda. Onde trasversali e longitudinali.
Lunghezza d’onda, frequenza e pulsazione. Energia e potenza delle onde in moto. Interferenza
di onde. Onde stazionarie. Onde acustiche. Potenza ed intensità delle onde sonore. Velocità del
suono. Effetto Doppler. Principi fisici delle tecniche ecografiche.
12. Termologia e calorimetria. La temperatura e la sua misura. Temperature caratteristiche e
termometri. Proprietà termiche della materia. Espansione termica. Capacità termica e calori
specifici. Cambiamenti di fase. Conduzione del calore. Trasmissione del calore per convezione e
per irraggiamento. Prima legge della termodinamica. Seconda legge della termodinamica.
Rendimenti delle macchine termiche. Metabolismo del corpo umano.
13. Elettrostatica. Carica elettrica. Conduttori ed isolanti. Legge di Coulomb. Quantizzazione
della carica. Conservazione della carica. Campo elettrico. Campo elettrico dovuto ad una carica
ed a più cariche. Dipolo elettrico. Energia potenziale elettrica. Potenziale elettrico.
14. Condensatori. Capacità dei condensatori con dielettrico. Energia immagazzinata in un
condensatore. Condensatori in serie ed in parallelo. Defibrillatore.
15. Corrente elettrica e resistenza. Corrente e densità di corrente. Resistenza e resistività.
Legge di Ohm. Interpretazione microscopica della legge di Ohm. La legge di Joule. Forza
elettromotrice.
16. Campo magnetico. Forza magnetica su una carica in moto. Campi magnetici e correnti.
Dipolo magnetico. Legge di Biot-Savart. Legge di Ampère. Principi fisici della risonanza
magnetica
17. Legge di induzione di Faraday. Flusso concatenato. Legge di Lenz. Campi elettrici indotti.
18. Onde elettromagnetiche. Radiazione luminosa. Raggi X ed applicazioni in nedicina
19. Ottica geometrica. Indice di rifrazione. Cammino ottico. Leggi della riflessione. Leggi della
Rifrazione. Specchi piani. Specchi sferici. Lenti sottili. Lente d’ingrandimento. Microscopio
21. Fenomeni di trasporto . Legge di Teorell. Trasporto passivo . Il concetto di diffusione in
fase
libera. Legge di Fick. Legge di Einstein . Permeabilità attraverso membrane
20. Il potenziale di membrana — Equazione di Nernst- Il potenziale di equilibrio: Il potenziale
di
membrana secondo l'equazione delle conduttanze e secondo l'equazione di Goldman
Da dove Studiare
Da quest’anno le cose sono un po’ cambiate rispetto agli anni precedenti sia in quanto
professori,che materiale didattico e programmi. I libri di testo consigliati dalla professoressa
Maria Lepore sono:
D.Halliday, R.Resnick, J.Walker “Fondamenti di Fisica” 5a Edizione, Casa Editrice Ambrosiana
J.W. Kane, M.M. Sternheim “Fisica Biomedica” EMSI
D. Scannicchio “Fisica Biomedica” Casa Editrice EDISES
Per quanto riguarda altro materiale didattico,Cartograph è fornito di una mini-dispensa con
bozze di esercizi svolti e non,nominata “Lepore”. Consiglio di procurarsela in quanto gli esercizi
dell’esame si svolgeranno per la maggior parte in modo analogo a quello delle dispense. (E’
capitato,ad esempio, che uscissero all’esame esercizi del tutto UGUALI a quelli trovati nelle
fotocopie).Inoltre,stesso la prof. Lepore durante il corso si preoccuperà di inviare tramite email
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il suo materiale,slides ed esercizi (sia per la fisica che la biofisica).
Modalità d’esame
L’esame di Fisica Medica con la professoressa Lepore non prevede prove intercorso. Non è
previsto,inoltre,un esame orale. La prova consiste in 6 esercizi di Fisica (di cui 1 di Biofisica) e
3 domande aperte di Fisica. Gli esercizi svolti del tutto correttamente valgono 4 punti
ciascuno,mentre le risposte aperte valgono 2 punti, per un totale di 30.
Difficoltà e consigli
È un esame alquanto semplice e anche chi non ha solide basi di matematica e fisica non
troverà grosse difficoltà nell’affrontarlo. L’importante è seguire le lezioni ( durante le quali la
professoressa mostrerà esercizi “tipo” e vi indicherà il modo migliore per svolgerli) e,
soprattutto,esercitarsi tantissimo.
La dispensa ha un numero davvero enorme di esercizi (alcuni sono già svolti e potranno
esservi d’aiuto nell’apprendimento) su cui potrete allenarvi.
Per quanto riguarda gli esercizi: un consiglio è quello di essere molto chiari nel loro
svolgimento e di specificare ogni procedimento matematico. In generale,la prof. Lepore è solita
attribuire molto peso ad errori di procedimento o comprensione, mentre sono più tollerati
errori di calcolo. Per quanto riguarda le risposte aperte: esse vertono principalmente su
argomenti in campo fisico-medico. Consiglio quindi di non tralasciare la parte più teorica di
questa disciplina. Di solito verrà dato un numero min/max. di righe da scrivere (es. max 10
righi).E’ difficile che la prof tolga punti dalle risposte aperte, a meno che non ritenga le vostre
risposte inappropriate,del tutto errate o inventate.
Delucidazioni
Esempi di domande a risposta aperta capitati nelle precedenti sessioni:
-Applicazioni dei Raggi X in Medicina.
-Illustra i principi della Risonanza Magnetica Nucleare.
-Applicazione degli ultrasuoni in Medicina.
-Illustrare i principi della Statica.
-Principi di dinamica dei fluidi.
-Le forze di attrito.
-Principi di conservazione dell’energia.
-Onde elettromagnetiche.
-Onde acustiche.
-Comportamento di un dipolo elettrico in un campo magnetico.
-Legge di Lorentz.
Esempi di esercizi capitati nelle precedenti sessioni:
-Legge oraria
-moto uniformamente accelerato
-leva
-metabolismo
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-solenoide
-corrente elettrica e resistenza
-equlibrio termico,
-esercizio sui decibel,
-moto uniformemente accelerato,
-esercizio sulla molla (energia),
-Teorema dell’energia cinetica
-Statica dei fluidi,pressione
-Elettrostatica
-Forze e lavoro
-Esercizi di Biofisica su legge di Fick,flusso,equazione di Nernst,conduttanze,potenziale di
membrana.ezione del professore
- teorema energia cinetica e definizione di lavoro
- conservazione energia meccanica e dimostrazione
- illustra i principi della dinamica
- principi della termodinamica
- Differenza regime turbolento e laminare
- equlibrio dei fluidi - dinamica dei fluidi
- forza di lorentz - forze di attrito - forze di conservazione - lavoro di una forza conservativa - lavoro di una forza non
conservativa - forza di coulomb - descrivi legge di ohm - differenze conduttori,semicond., supercond., e non conduttori condensatore - moto delle onde
Si ringrazia SerenaDa per l'aggiornamento del topic
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