Insegnamento: Metodi Ottici per le Biomolecole
Docente
Anno
Corso di studi
Tipologia
Crediti
SSD
Periodo didattico
Propedeuticità
Frequenza
Modalità di esame
Sede
Organizzazione della
didattica
Risultati di
apprendimento
previsti
Programma
Dr. Antonio Castrillo
1° anno
Corso di laurea in Biotecnologie per la Salute
Attività affine e integrativa
4
FIS/01
Primo semestre
obbligatoria
prova orale
Polo Scientifico, Via Vivaldi 43 – Caserta – DISTABIF
Lezioni frontali
Testi consigliati e
bibliografia
Un qualsiasi testo di Fisica Generale 2
Tipler P.A., Corso di Fisica - Volume 3: Fisica Moderna. Zanichelli
Lerner L., Fisica Moderna. Zanichelli
Hollas J.M., High Resolution Spectroscopy. Wiley
S.S. Saliterman, Foundamentals of BioMEMS and Medical Microdevices, Wiley-Interscience
R.M.A. Azzam, N.M. Bashara, Ellipsometry and Polarized Light, Elsevier
Appunti dalle lezioni
Conoscenza dell’ottica geometrica ed ondulatoria, elementi di fisica moderna (atomica e
molecolare).
Richiami ed approfondimenti di elettromagnetismo. (9 ore; Lezioni 1, 2 e 3)
Campi elettrici e magnetici. Equazioni di Maxwell nel vuoto. Equazione delle onde. Onde
elettromagnetiche. Onde piane. Lo spettro elettromagnetico. Il vettore di Poynting e l’intensità
di un’onda. Pressione di radiazione e densità di quantità di moto. Radiometro di Crookes.
Polarizzazione di un’onda: lineare, circolare, ellittica. Polarizzazione per riflessione ed angolo
di Brewster.
Richiami e approfondimenti di Ottica Geometrica. (3 ore; Lezione 4)
Riflessione e rifrazione di un’onda: Leggi di Snell. Riflessione totale. Diottro sferico. Lente
sottile. Formazione delle immagini in strumenti ottici semplici e complessi. Microscopio.
Prima come elemento dispersivo.
Processi di interazione radiazione-materia. (6 ore; Lezioni 5 e 6)
Aspetto corpuscolare della luce: radiazione di corpo nero ed effetto fotoelettrico. Concetto di
fotone. Processi di assorbimento e di emissione di radiazione elettromagnetica: i coefficienti di
Einstein. Legge di Lambert-Beer: assorbanza; coefficiente di assorbimento; sezione d’urto di
assorbimento. Cenni sullo spettro dell’atomo di idrogeno e modello di Bohr. . Sorgenti laser:
cenni.
Introduzione alla spettroscopia molecolare. (9 ore; Lezioni 7, 8 e 9)
Approssimazione di Born-Oppenheimer. Livelli energetici rotazionali per le molecole
biatomiche in approssimazione di rotatore rigido. Livelli energetici vibrazionali per le
molecole biatomiche in approssimazione armonica. Regole di selezione per i numeri quantici
rotazionali e vibrazionali per le molecole biatomiche eteronucleari: spettro rotazionale e
vibrazionale. Effetti di anarmonicità. Distorsione centrifuga. Probabilità di transizione e
intensità di riga.
Tecniche di caratterizzazione ottica di biomolecole su superfici. (6 ore; Lezioni 10 e 11)
Funzionalizzazione di superficie per aggancio di biomolecole. Riflettometria spettroscopica.
Spettroscopia ellissometrica ad angolo variabile.
Cenni di microscopia avanzata. (3 ore; Lezione 12)
Microscopia confocale. Microscopia a due fotoni. Microscopia ottica super-risoluta.
Microscopia ad olografia digitale.
Antonio Castrillo è nato a Napoli il 30 ottobre 1976.
Nel Febbraio 2001 consegue la laurea in Fisica con votazione 110/110 e lode,
presso l'Università degli Studi di Napoli Federico II. Vincitore di una borsa di
studio del “NASA-Planetary Biology Internship Program”, dell’Università
del Massachusetts, nel periodo Luglio 2003 - Settembre 2003, è ricercatore
ospite presso l’AMES Research Center della NASA (California, USA). Nel
Marzo 2005 consegue, con votazione ECCELLENTE, il titolo di Philosophy
Doctor (Dottorato di Ricerca) presentando una tesi dal titolo “Metrology for
the environment by means of near-infrared diode laser spectrometry:
application to carbon dioxide”. Nei mesi di Aprile e Maggio 2005 è
ricercatore ospite presso l’European Laboratory for Non-linear Spectroscopy
(LENS) (Firenze, Italia). Dall’ottobre del 2008, è entrato nel ruolo dei
ricercatori universitari presso la Facoltà di Scienze MM.FF.NN. della
Seconda Università degli Studi di Napoli (SUN), per il settore scientifico
disciplinare di Fisica Sperimentale (FIS/01). Nel corso della sua carriera
scientifica Castrillo ha avuto e ha tuttora collaborazioni con numerosi centri e
istituti di ricerca nazionali e stranieri. Attualmente collabora con il
Politecnico di Milano (Dipartimento di Fisica) e l’Istituto Nazionale di
Ricerca Metrologica (I.N.RI.M) nell'ambito di un progetto EURAMET
denominato: "Determination of the Boltzmann constant for the redefinition of
the Kelvin". Il suo principale campo di ricerca riguarda la Fisica Molecolare.
Si occupa, in particolare, di spettroscopia laser ad elevata risoluzione,
sensibilità e precisione sia per studi di meccanica quantistica molecolare che
per esperimenti di metrologia fondamentale. Inoltre, si interessa di sviluppo,
ottimizzazione ed utilizzazione di nuove metodologie spettroscopiche per
applicazioni alle scienze ambientali. E’ autore di più di 35 pubblicazioni a
diffusione internazionale su riviste con fattore di impatto.
Curriculum docente
