Programma

PROGRAMMA DEL CORSO DI FISICA
A.A. 2003 -2004
(CANALE A)
1- Richiami
Grandezze fisiche. Sistemi di unita’ di misura . S.I. Grandezze scalari e vettoriali.
I principi della dinamica. Impulso di una forza e quantita’ di moto. Conservazione
della quantita’ di moto . I campi di forze. Le pseudoforze (forza centrifuga). Lavoro,
energia,potenza,rendimento. Teorema dell’energia cinetica. Campi conservativi e
energia potenziale . Conservazione dell’energia meccanica.
2- Biomeccanica
Condizioni generali di equilibrio di un corpo rigido esteso. I vincoli e le leve.
L’equilibrio delle articolazioni. Le leve del corpo umano.
Elasticità e legge di Hooke. Elasticità delle ossa . Elasticità dei vasi sanguigni.
La contrazione muscolare.
3- I fluidi
Equilibrio e moto dei fluidi .
Liquidi ideali : teorema di Bernoulli e sue applicazioni (stenosi,aneurisma ).
Liquidi reali : moto laminare e turbolento. Viscosità . Formula di Hagen-Poiseiulle.
Resistenza idrodinamica . Circolazione del sangue e misura della pressione .
Calcolo del lavoro e della potenza cardiaca.
Trasporto in regime viscoso. Forza di Stokes . Sedimentazione. Centrifugazione.
4- Fenomeni molecolari
Forze di coesione e tensione superficiale. Tensione elastica di una membrana e legge
di Laplace ( goccia e bolla liquida). Embolia gassosa. Equilibrio alveolare .
Fenomeni di capillarità : la salita della linfa nei vegetali ( legge di Jurin-Borrelli ).
5- Termodinamica
Energia interna,calore,lavoro. Calori specifici .Primo principio della termodinamica.
I gas perfetti e reali : loro leggi e trasformazioni .Miscele di gas e pressioni parziali.
Meccanismi di trasmissione del calore : conduzione, conve zione e irraggiamento.
Termoregolazione del corpo umano. Energia fisiologica minima. Metabolismo e
metabolismo basale (MR e MBR) . Spirometria.
6- Diffusione e osmosi
Le membrane nei sistemi biologici.
Il fenome no della diffusione ( leggi di Fick ).Membrane semipermeabili e pressione
osmotica .Equilibrio osmotico (leggi di Van ‘t Hoff). Soluzioni isotoniche.
7- Fenomeni elettrici
La carica elettrica. La legge di Coulomb. Il campo elettrostatico e il potenziale.
Il dipolo elettrico e il momento di dipolo . Il teorema di Gauss e sue conseguenze.
Lo strato dipolare. Conduttori e isolanti. Il condensatore a facce piane parallele.
Resistenze e capacita’ collegate in serie e in parallelo.
La corrente elettrica. Le leggi di Ohm .L’effetto termico della corrente.
Dissociazione elettrolitica. Elettrolisi e mobilita` ionica. Elettroforesi.
8- Elettromagnetismo
Il campo magnetico e la forza magnetica. La forza di Lorentz e il moto di una
particella carica in campo magnetico.
9- Onde elastiche
Le onde e equazione di propagazione. L’interferenza .Le onde stazionarie.
Il suono : pressione e intensita` sonora. Analisi del suono ( analisi di Fourier ).
L’orecchio umano .Curva di udibilità. Sensazione sonora e scala decibel.
10- Ottica geometrica e ottica fisica
Le onde elettromagnetiche e il principio di Huyghens. Le condizioni di Gauss.
Il diottro sferico ,le lenti sottili e la costruzione delle immagini .Equazione dei punti
coniugati. Cenno sulle aberrazioni. Il microscopio composto e elettronico(cenni).
Il potere separatore. L’occhio umano come sistema ottico. L’acuita’ visiva .
I difetti piu’ comuni e lenti di correzione.
La diffrazione (cenni) .La polarizzazione della luce. Il potere rotatorio.
11- Le radiazioni in Medicina ( raggi X )
I raggi X e loro produzione ( tubo di Coolidge ). Interazione dei raggi X con la
materia : effetto fotoelettrico e Compton. Legge di attenuazione spaziale e
coefficiente di assorbimento. Impiego in diagnostica : l’ immagine radiologica.
12- Radioattivita’
I nuclei e le forze nucleari. Il difetto di massa e l’energia di legame. La curva di
stabilita’ e i radioisotopi. I decadimenti (alfa,beta,gamma). Legge del decadimento
radioattivo. La vita media,il tempo di dimezzamento e la costante di decadimento.
Attivita’ e potenza di una sorgente radioattiva.
Assorbimento delle radiazioni nella materia (cenni) : dosimetria (esposizione,dose e
dose equivalente ).
Cenno sull’uso dei radioisotopi in diagnostica ( la scintigrafia ).
Testi consigliati
-F. Borsa e D. Scannicchio : FISICA con applicazioni in Biologia e Medicina
Edizioni Unicopli S.p.a. MILANO
-M.Celasco : Lineamenti di Fisica Medica – E.G.I.G.
-J.W.Kane e M.M.Sternheim : Fisica Biomedica – EMSI Roma