FISICA E STATISTICA

Modulo FISICA

Conoscenza e comprensione
Lo studente dovrà acquisire conoscenze di base di fisica e matematica applicate a problemi di interesse biomedico. In particolare, dovrà conoscere le principali grandezze fisiche, i sistemi di misura, i principi fondamentali della meccanica, della statica e dinamica dei fluidi, della termologia, dell’elettricità, dei fenomeni ondulatori e delle radiazioni, con riferimento ad applicazioni fisiologiche, biologiche e mediche.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente dovrà essere in grado di applicare le leggi fisiche di base alla comprensione di semplici fenomeni biologici e fisiologici e all’uso corretto della strumentazione di interesse professionale. Dovrà inoltre saper risolvere semplici esercizi applicativi e interpretare grandezze e unità di misura utilizzate in ambito biomedico.

Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà sviluppare la capacità di riconoscere le grandezze fisiche rilevanti in semplici problemi di ambito biomedico e di valutare la coerenza dei risultati ottenuti, anche in relazione alle unità di misura e all’ordine di grandezza.

Abilità comunicative
Lo studente dovrà essere in grado di descrivere in modo chiaro i principali concetti fisici trattati durante il corso, utilizzando un linguaggio scientifico di base appropriato.

Capacità di apprendimento
Lo studente dovrà acquisire gli strumenti concettuali necessari per proseguire autonomamente lo studio di argomenti fisici e biofisici utili alla comprensione di processi fisiologici, biologici e medici.

Grandezze fisiche e loro misura – Grandezze fisiche, unità e sistemi di misura, equazioni dimensionali. Strumenti di misura. . Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni tra vettori.

Richiami di meccanica e nozioni di Biomeccanica – Cinematica. Moto circolare e moto armonico. . Principi della dinamica. Lavoro. Energia. Potenza e rendimento. Momento. Statica. Elasticità. Leve . Leve fisiologiche . 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. Fleboclisi. Trasfusione. Prelievo. Drenaggio. Dinamica dei liquidi ideali. Teorema di Bernoulli. Aneurisma e stenosi. Liquidi reali. Relazione di Poiseuille. Resistenza idraulica .Sfigmomanometria.

Termometria e termoregolazione – 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.

I fenomeni elettrici e bioelettrici – Cariche e campi elettrici. . Corrente elettrica. Leggi di Ohm. Circuiti elementari. Effetto Joule.  Defibrillatore. Rischi connessi all’utilizzo dell’elettricità.

Onde e radiazioni –Fenomeni ondulatori. Periodo e frequenza. Ampiezza ed energia. Onde meccaniche. Il suono. Intensità del suono. Pressione sonora e decibel. Fonendoscopio. Ultrasuoni in medicina. Le onde elettromagnetiche. Lo spettro elettromagnetico. Le radiazioni in diagnostica e in terapia. Diagnostica con raggi X. Radioisotopi e medicina nucleare. Radioterapia. Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti. Cenni di dosimetria e radioprotezione.

D. Scannicchio - Fisica Biomedica - EdiSES, Napoli 2013

La verifica dell'apprendimento è finalizzata ad accertare il raggiungimento dei risultati di apprendimento previsti dal corso, con particolare riferimento alla conoscenza dei principi fisici di base, alla capacità di applicare tali conoscenze alla risoluzione di semplici problemi di interesse biomedico e all'utilizzo corretto del linguaggio scientifico. Durante il corso saranno svolte esercitazioni e prove in itinere con finalità di autovalutazione e preparazione alla prova finale. La valutazione terrà conto della correttezza delle risposte, della capacità di ragionamento, dell'appropriatezza del linguaggio scientifico e della capacità di applicare le conoscenze acquisite.

• Definire una grandezza fisica e distinguere tra grandezze scalari e vettoriali.
• Descrivere il significato fisico di lavoro, energia e potenza, indicando le rispettive unità di misura.
• Illustrare il principio di Pascal
• Spiegare la differenza tra calore e temperatura e descrivere i principali meccanismi di trasmissione del calore.
• Descrivere la legge di Ohm