Obiettivi Formativi

L’insegnamento fornisce agli studenti i concetti teorici e le metodologie di base per l’analisi e la risoluzione di problemi matematici risultanti dallo studio di situazioni reali nel campo della biologia, della chimica e della medicina. Una particolare attenzione viene dedicata ai concetti fondamentali delle teorie matematiche della probabilità e della statistica che permettono lo studio di specifici problemi biomedici. Lo studente acquisirà conoscenze generali di Fisica di base sulle leggi fondamentali di liquidi, gas e onde elettromagnetiche che saranno fondamentali per lo studio di specifici problemi biomedici

Learning Goals

The course provides students with the theoretical concepts and basic methodologies for analyzing and solving mathematical problems resulting from the study of real situations in the field of biology, chemistry and medicine. Particular attention is paid to the fundamental concepts of mathematical theories of probability and statistics that allow the study of specific biomedical problems. The student will acquire general knowledge of basic physics on the fundamental laws of liquids, gases and electromagnetic waves which will be fundamental for the study of specific biomedical problems

Metodi didattici

Lezioni frontali e laboratorio informatico L'attività didattica di Fisica applicata si svolge in aula mediante lezioni frontali con l'ausilio di diapositive e filmati esplicativi e lezioni pratiche in laboratorio. Nel corso delle lezioni, a discrezione del docente, possono essere previste verifiche sotto forma di test.

Teaching Methods

The teaching activity of Applied Physics takes place in the classroom through lectures with the help of slides and explanatory videos and practical lessons in the laboratory. During the lessons, tests can be provided at the discretion of the teacher.

Prerequisiti

Nozioni elementari di matematica e di fisica derivanti da studi presso scuole secondarie superiori.

Prerequisites

Basic notions of mathematics and physics deriving from studies at upper secondary schools.

Verifiche dell'apprendimento

Prove scritte ed esami La verifica finale consiste nell'esame orale. Il voto sarà calcolato con la media matematica dei voti dei singoli moduli; è indispensabile ottenere almeno la sufficienza in tutti e 2 i moduli

Assessment

The final test consists of the oral exam. The mark will be calculated with the mathematical average of the marks of the individual modules; it is essential to obtain at least enough in all 2 modules

Programma del Corso

Modulo di Matematica applicata con elementi di Statistica 1.Definizione e applicazione di una funzione:funzioni esponenziali e logaritmiche, limite di una funzione in un punto, punti di discontinuità di una funzione. Funzioni continue di variabile reale: dominio e codominio. 2.Tipi di grafico: istogrammi, grafici a torte, grafico a dispersione, grafici di funzioni lineari, grafici di funzioni logaritmiche, grafici di funzioni a 4 parametri. Utilizzo di Excel per la costruzione di un grafico. 3.Cenni sul calcolo vettoriale ematriciale. vettori e matriciale. 4. Concetto di integrale: funzioni primitive e integrali, integrale definito. Teorema della media e teorema fondamentale del calcolo integrale. 5.Grandezze statistiche, variabili discrete e continue. 6.Distribuzioni di frequenza e Grafici relativi. Indici di posizione e di dispersione. Media, mediana e varianza per dati raggruppati. Deviazione standard, errore standard medio 7.Calcolo di potenza, coefficiente alfa, coefficiente beta, concetto di significatività statistica e uso del “p”. 8.Correlazioni fra variabili. Metodo dei minimi quadrati.Regressione lineare. Variabili aleatorie.Istogrammi di distribuzione dei dati sperimentali 9.Distribuzione di probabilità discrete. Densità di probabilità. Parametri di una distribuzione. Modulo di Fisica Grandezze fisiche, meccanica ondulatoria, onde acustiche, principi della termodinamica, meccanica quantistica, spettro delle onde elettromagnetiche, carica elettrica e legge di Coulomb, corpi conduttori e corpi isolati, potenziali biologici, leggi di Ohm, leggi di Kirchkoff, conduzione nelle soluzioni elettrolitiche e fattore di Van’t Hoff, elettrolisi, elettroforesi, magnetismo, circuiti in corrente alternata, trasmissione elettrica degli impulsi ,Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti, interazione tra radiazione elettromagnetiche e sistemi biologici, principio di funzionamento delle apparecchiature di diagnostica, utilizzo raggi UV a scopo di sterilizzazione, nucleo e la sua costituzione, il decadimento radioattivo naturale, decadimento alfa, decadimento beta, decadimento gamma, interazione delle radiazioni nucleari con la materia, isotopi, natura dei radioisotopi e applicazioni biotecnologiche, definizione di lavoro e di energia, principio di conservazione dell’energia, leggi dell’idrostatica e dell’idrodinamica, fluidi ideali e reali, e loro applicazioni alla circolazione del sangue, legge di Dalton, diffusione dei gas e legge di Graham e di Henry, il ciclo respiratorio e gli scambi gassosi nella respirazione, leggi dell’ottica geometrica, lenti convergenti e divergenti, costruzione delle immagini nell’approssimazione di lente sottile, differenze tra i vari tipi di microscopi.

Course Syllabus

Applied Mathematics with elements of Statistics module. 1. Definition and application of a function: exponential and logarithmic functions, limit of a function in a point, discontinuity points of a function. Continuous functions of a real variable: domain and codomain.2. Graph types: histograms, pie charts, scatter chart, linear function graphs, logarithmic function graphs, 4 parameter function graphs. Using Excel to build a chart. 3.Hints on the haematrial vector calculus. vectors and matrix.4. Integral concept: primitive and integral functions, definite integral. Average theorem and fundamental theorem of integral calculus. 5. Statistical quantities, discrete and continuous variables. 6. Frequency distributions and related Charts. Position and dispersion indices. Mean, median and variance for grouped data. Standard deviation, average standard error 7. Power calculation, alpha coefficient, beta coefficient, concept of statistical significance and use of the "p". 8. Correlations between variables. Least squares method. Linear regression. Random variables. Histograms of experimental data distribution 9.Distribution of discrete probabilities. Density of probability. Parameters of a distribution. Physics module Physical quantities, wave mechanics, acoustic waves, thermodynamic principles, quantum mechanics, electromagnetic wave spectrum, electric charge and Coulomb's law, conducting bodies and isolated bodies, biological potentials, Ohm's laws, Kirchkoff's laws, conduction in electrolytic solutions and Van't Hoff factor, electrolysis, electrophoresis, magnetism, alternating current circuits, electrical transmission of impulses, ionizing and non-ionizing radiation, interaction between electromagnetic radiation and biological systems, principle of operation of diagnostic equipment, use of UV rays for sterilization purposes, nucleus and its constitution, natural radioactive decay , alpha decay, beta decay, gamma decay, interaction of nuclear radiation with matter, isotopes, nature of radioisotopes and biotechnological applications, definition of work and energy, principle of conservation of energy, laws of hydrostatics and hydrodynamics, ideal and real fluids, and their applications to blood circulation, Dalton's law, diffusion of gases and Graham's and Henry's law, the respiratory cycle and gas exchange in breathing, laws of geometric optics, converging and diverging lenses, construction of images in the approximation of thin lens, differences between the various types of microscopes.