- Oggetto:
- Oggetto:
C.I. Fisica can.B
- Oggetto:
Anno accademico 2012/2013
- Docente
- Prof. Caterina GUIOT (Docente Titolare dell'insegnamento)
- Corso di studi
- [f007-c601] laurea a ciclo unico in medicina e chirurgia - a torino
- Anno
- 1° anno
- Tipologia
- Di base
- Crediti/Valenza
- 4
- SSD dell'attività didattica
- FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Scritto ed orale
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
OBIETTIVI DI CONOSCENZA Lo studente dovrà acquisire gli strumenti di analisi (anche minimamente quantitativa!)necessari per una ragionevole comprensione della fenomenologia fisica presente nelle materie che sono oggetto di studio nel corso di laurea.
- Oggetto:
Programma
RICHIAMI (Facoltativi)
- Matematica elementare, trigonometria, nozioni di analisi matematica (approccio intuitivo).
- Grandezze fisiche, unità di misura e conversione, analisi dimensionale, ordini di grandezza, vettori.
UNITA’ 1 – Descrizione fisica dei macrosistemi biologici
- Il movimento degli esseri viventi: cenni di cinematica e dinamica-forze propulsive, attrito e reazione vincolare: il moto di strisciamento – impulso e quantità di moto, condizioni di conservazione della quantità di moto- lavoro,potenza ed energia meccanica, condizioni di conservazione dell’energia. - moti bidimensionali (circolare,parabolico): il salto.
Meccanica del corpo esteso: centro di massa e stabilità, estensione della dinamica traslazionale al moto rotazionale: momento della forza, momento di inerzia, momento della quantità di moto e condizioni di conservazione. - Studio della statica, equilibrio, leve. - Moto articolato, cenni alla biomeccanica della spalla, gomito, colonna vertebrale, caviglia, anca e ginocchio - corpo esteso elastico: modalità di deformazione, sforzo, deformazione, modulo di Young- cenni sulle caratteristiche elastiche di ossa e tessuti.
- La fisica della circolazione del sangue: fluido inviscido : statica e dinamica: pressione idrostatica (Stevino), portata, leggi di conservazione (Bernoulli). Fluido viscoso: resistenza idrodinamica, profilo di velocità, legge di Poiseuille. - moto laminare e turbolento: sfigmomanometro e suoni di Korotchof- viscosità del sangue e sue anomalie - Cenni di meccanica e di energetica cardiaca- La regolazione delle resistenze vascolari.- moti esterni : legge di Archimede, forze viscose e loro implicazioni nel volo e nel nuoto, eritrosedimentazione.
-La fisica della respirazione: le leggi dei gas perfetti- i miscugli di gas, le pressioni parziali e la legge di Dalton – gas disciolti nei liquidi (Henry) – tensione superficiale, capillarità e legge di Laplace, meccanica alveolare
- I processi metabolici: applicazione del primo principio della termodinamica al corpo umano - definizione dei parametri legati al metabolismo – modalità di scambio del calore con l’esterno – modalità di produzione del calore tramite ossidazione degli alimenti – misura dei parametri legati al metabolismo - cenni sul II principio della termodinamica e sul rendimento energetico dei sistemi biologici.
- I fenomeni elettrici e magnetici: cariche elettriche - definizione di campo e potenziale-capacità elettrica - calcolo del potenziale generato da cariche puntiformi, strati e doppi strati con il metodi di Gauss- calcolo del potenziale generato dal dipolo - moto delle cariche nei conduttori solidi (Ohm) e nei liquidi (Ohm generalizzato)- equilibri chimici – elettroforesi- campi magnetici – legge di Lorentz – momenti magnetici nella materia.- cenni sul principio della RMN
UNITA’ 2 – descrizione fisica dei microsistemi biologici
- I compartimenti e la diffusione libera e transmembrana: concentrazione, flusso molare e legge di Fick – diffusione libera e attraverso membrana - coefficiente di partizione-diffusione tra compartimenti con diverse pressioni parziali di gas- scambi gassosi negli alveoli – cenni sul rapporto ventilazione/perfusione nei polmoni.
- L’osmosi: pressione osmotica- leggi dell’ osmosi - concetto di soluzione isotonica con il plasma ed emolisi – pressione oncotica .
- Filtrazione e osmofiltrazione : membrane filtranti e osmofiltranti – modello di Starling dei capillari – filtrazione renale – principi della dialisi.
- Potenziali cellulari di riposo e di azione: diffusione ionica- generazione del potenziale di riposo e legge di Nerst – modello della membrana cellulare per scambi ionici – generazione e caratteristiche del potenziale di azione e sua propagazione. Registrazione extracellulare dei potenziali (cenni su EMG, EEG e cardiotocografia) - principi fisici nel rilevamento dell’ ECG – cenni di elettroprotezione.
UNITA’ 3: propagazione per onde e modalità di percezione.
- Le onde e le loro proprietà: parametri descrittivi, propagazione nei mezzi omogenei- fenomeni all’interfaccia -riflessione, rifrazione e diffusione- principi di Fermat e di Huygens - fenomeni di interferenza, diffrazione e polarizzazione – confinamento e generazione di onde stazionarie.
- Suono e udito: udito e struttura dell’ orecchio- intensità, sensazione sonora e loro misura – ranges di percezione e curva di udibilità – cenni sulla fonazione- cenni di acustica musicale.
- Ultrasuoni: caratteristiche, generazione e trasduzione. Principi dell’ ecografia. Effetto Doppler- principi della dopplerflussimetria.
- Onde elettromagnetiche: spettro e caratteristiche, descrizioni approssimate e loro validità-applicazioni alla polarimetria e alla diffrattometria - radiazione non ionizzante e ionizzante e cenni sulla dosimetria.
- Luce, visione e strumenti ottici semplici : ottica geometrica e approssimazioni di Gauss- formazione delle immagini con specchi, diottri e lenti- struttura dell’occhio e aspetti fisici del processo della visione- difetti visivi e correzione tramite lenti-acuità visiva- risoluzione e suoi limiti fisici - microscopio semplice e composto.
- Onde elettromagnetiche di alta energia: raggi X:generazione, interazione con la materia, applicazioni diagnostiche e terapeutiche - principi di microscopia elettronica – cenni sulla struttura nucleare e sulle reazioni utilizzate in medicina.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
D. Scannicchio, Fisica biomedica, Edises, ISBN 978.88.795.9476.9
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Note
L'esame consiste in una prova scritta con la risoluzione di 6 esercizi (16 domande in totale) e un orale. La prova scritta e la prova orale verteranno solo sugli argomenti e sui richiami trattati a lezione e preventivamente concordati con gli studenti del corso.
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