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