FISICA STATISTICA E INFORMATICA 4

Modulo FISICA MEDICA

Scopo del modulo di Fisica Medica è l’insegnamento della fisica e della matematica di base con semplici applicazioni a problemi di carattere biomedico. In particolare lo studente dovrà acquisire la conoscenza di alcune leggi e tecniche fisiche basilari per la comprensione dei processi fisiologici, biologici e medici e dovrà apprendere concetti di base utili all’uso corretto della strumentazione utilizzata in ambito professionale. Inoltre, in riferimento ai cosiddetti Descrittori di Dublino, questo corso contribuisce ad acquisire le seguenti competenze trasversali:

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding):

Sviluppare la capacità di inquadrare e comprendere i concetti base della fisica e saperli riconoscere, utilizzare e applicare nelle situazioni reali.

​Autonomia di giudizio (making judgements):

Essere in grado di inquadrare un problema ed elaborare autonomamente soluzioni.

Abilità comunicative (communication skills):

Acquisire le necessarie abilità comunicative e di appropriatezza espressiva nell'impiego del linguaggio tecnico scientifico.

Capacità di apprendimento (learning skills):

Acquisire le necessarie conoscenze e metodologie teoriche per poter affrontare, studiare e comprendere il funzionamento alla base delle varie metodologie e situazioni con cui lo studente dovrà confrontarsi nel suo lavoro professionale.

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Sono richieste conoscenze elementari di algebra e geometria: calcolo algebrico, trigonometria di base, geometria (calcolo aree e volumi delle principali figure geometriche elementari, teorema di Pitagora, relazioni tra gli angoli nei triangoli, rette parallele e perpendicolari e relativi angoli, ecc.), capacità di manipolare i dati (equivalenze, cambio unità di misura, notazione scientifica dei numeri  etc), coordinate cartesiane.

Grandezze fisiche e loro misura – Grandezze fisiche, unità e sistemi di misura, equazioni dimensionali. Relazioni funzionali e rappresentazioni grafiche. Scalari e vettori. Operazioni tra vettori.

Richiami di meccanica e nozioni di Biomeccanica – Cinematica. Moto circolare e moto armonico. Quantità di moto. Principi della dinamica. Lavoro. Energia. Potenza e rendimento. Momento. Statica. Elasticità. Statica fisiologica. Fratture ossee (generalità).

Richiami sui fluidi e applicazioni nei sistemi biologici – Densità. Viscosità. Pressione idrostatica. Statica dei fluidi. Legge di Stevino. Principio di Pascal. Principio di Archimede. Dinamica dei liquidi ideali. Teorema di Bernoulli. Aneurisma e stenosi. Liquidi reali. Relazione di Poiseuille. Resistenza idraulica e numero di Reynolds, Sfigmomanometria. Sedimentazione. Centrifugazione. Diffusione. Osmosi.

Termodinamica – Temperatura e calore. Misura della temperatura. Scale termometriche. Termometri clinici. Calore specifico. Equilibrio termico. Passaggi di stato. Trasmissione del calore. Bilancio energetico nel corpo umano. Potenza metabolica basale.

Fenomeni elettrici e magnetici – Cariche e campi elettrici. Capacità e condensatori. Corrente elettrica e leggi di Ohm. Fenomeni elettrici nei sistemi biologici. Elettromagnetismo e applicazioni.

Onde e radiazioni – Fenomeni ondulatori. Periodo e frequenza. Ampiezza ed energia. Onde elastiche e applicazioni. Le onde elettromagnetiche. Lo spettro elettromagnetico.  Radiazioni elettromagnetiche in medicina. Radiazioni ionizzanti.

1. 1)D. Scannicchio, E. Giroletti, Elementi di Fisica Biomedica, EdiSES

Test a risposta multipla e a risposte aperte

Il superamento dello scritto con voto minimo di 18/30 da accesso all'orale. Si può anche scegliere di confermare il voto dello scritto.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA: A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del dipartimento.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Le domande di seguito riportate non costituiscono un elenco esaustivo ma rappresentano solo alcuni esempi:

• Principi di Newton. Forze e loro trattazione. Diagrammi delle forze
• Forze conservative.
•  Energia e Lavoro.
• Principio di Archimede – Galleggiamento e affondamento.
• Legge di Stevino e pressione idrostatica.
• Principio di Pascal e torchio idraulico.
•  Teorema di Bernoulli e sua dimostrazione.
•   Macchine Termiche: loro efficienza; ciclo di Carnot; 2° principio della termodinamica.
• 1° e 2° principio della termodinamica. Energia interna.
• Calore latente, capacità termica e calore specifico

Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell’esame:

occorre sapere quanto segue:

• Conoscere bene le varie definizioni e capire il significato fisico delle cose;
• Saper collegare gli argomenti ed evidenziare gli eventuali parallelismi (esempi: varie forme della seconda legge di Newton, campo elettrico vs campo magnetico, ecc.). 
• Sapere riconoscere (e manipolare) grandezze scalari e vettoriali. Saper passare da un’unità di misura all’altra.
• Saper fare la rappresentazione la grafica dei fenomeni (esempi: moto dei corpi, costruzione immagini con specchi e lenti, trasformazioni di stato, …)
• Comprendere la fisica di base delle principali tecniche biomediche analizzate durante il Corso