Obiettivi Formativi

Obiettivo del corso è quello di dare una panoramica della Fisica di base necessaria per la comprensione di processi Fisici, Biologici e Medici. Esso comprende sinteticamente: Unità di misura, misure ed errori, meccanica del corpo rigido, meccanica dei liquidi, termodinamica, elettricità, magnetismo, onde elettromagnetiche, Onde meccaniche, Ottica, Fisica del Nucleo, Aspetti e tecnologie della Fisica moderna.

Metodi didattici

Il corso si svolgerà con un alto numero di lezioni frontali e con una serie di esercitazioni che saranno svolte in classe o in laboratorio. Le esercitazioni mireranno sia a risolvere problemi di fisica che a far conoscere alcuni strumenti scientifici e a svolgere qualche misura di grandezze fisiche. Durante le esercitazioni saranno assegnate delle tesine individuali agli studenti che dovranno essere portate agli esami.

Prerequisiti

La frequenza del corso necessita della conoscenza della matematica e geometria di base. In particolare lo studente dovrebbe conoscere: algebra vettoriale, trigonometria, geometria analitica, limiti, logaritmi, derivate, integrali, equazioni differenziali di primo e di secondo ordine e loro metodi di risoluzione.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame finale consisterà in una valutazione orale dell'apprendimento degli argomenti presentati a lezione ed in una valutazione della tesina individuale scritta assegnata allo studente. Talvolta saranno valutati possibili risoluzioni di esercizi.

Programma del Corso

C.d.L. in SCIENZE BIOLOGICHE, A.A. 2018-2019 Programma di Fisica, Corso A-K Prof. L. Torrisi Introduzione Grandezze fisiche e unità di misura - Equazioni dimensionali – Cenni di algebra vettoriale - Misure, errori e scarto quadratico medio. 1. Meccanica Cinematica: Moto rettilineo, circolare e armonico – Principi della dinamica – Forza gravitazionale, centrifuga, elastica e di attrito – Sistemi di riferimento – Lavoro e potenza – Energia cinetica, potenziale ed elastica – Principi di conservazione dell’energia e della quantità di moto – Corpo rigido e centro di massa – Momento meccanico – Condizioni generali di equilibrio – Equilibrio in alcuni sistemi biologici. 2. Meccanica dei fluidi Leggi della statica e della dinamica dei fluidi – Teorema di Bernoulli – Aneurisma e stenosi – Fluidi reali – Legge di Poiseuille – Numero di Reynolds – Sedimentazione e centrifugazione – Processi osmotici e diffusivi – Fenomeni molecolari di superficie – Leggi di Laplace e di Jurin - Circolo ematico. 3. Termodinamica Termometria e calorimetria – Punto triplo dell’acqua – Equivalente meccanico della caloria – Bilancio energetico dell’organismo – Propagazione del calore – Equazione di stato dei gas perfetti – Interpretazione microscopica delle grandezze termodinamiche – Trasformazioni termodinamiche – Primo principio della termodinamica – Equazioni di Mayer e di Poisson – Secondo principio della termodinamica – Ciclo di Carnot – Entropia – Gas reali - Respirazione. 4. Elettricità Struttura dell’atomo – Carica elettrica e fenomeni elettrostatici – Legge di Coulomb – Campo e potenziale elettrico – Teorema di Gauss – Dipolo elettrico – Capacità elettrica – Corrente e resistenza elettrica – Legge di Ohm – Effetto Joule – Voltmetri ed amperometri – Circuiti RC – Conduzione elettrica nei liquidi – Membrane biologiche – Potenziale e conduzione bioelettrica. 5. Magnetismo Campo e induzione magnetica – Leggi di Biot-Savart, Lorentz e Laplace – Legge di Gauss per il magnetismo – Dipolo magnetico – Legge di Lentz – Induttanza – Circuiti RL – Circuiti oscillanti RLC – Onde elettromagnetiche 6. Ottica Radiazioni luminose – Leggi di Snell – Diottro sferico – Occhio - Lenti sottili ed equazioni dei punti coniugati – Costruzione delle immagini – Occhio ed ametropie visive – Microscopio ottico ed elettronico – Potere risolutivo – Fenomeni di interferenza, diffrazione e polarizzazione della luce- Laser e sue applicazioni in campo biologico. 7. Acustica Propagazione delle onde elastiche – Fenomeni di risonanza e di interferenza – Caratteri distintivi del suono – Audiometria – Effetto Doppler – Ultrasuoni in campo bio-medico. 8. Fisica del Nucleo Radiazioni elettromagnetiche e corpuscolari – Energia di legame del nucleo – Radioattività e legge del decadimento radioattivo - Produzione di raggi X e di raggi gamma – Legge di Lambert – Applicazioni in campo bio-medico - Tecniche diagnostiche e terapeutiche.