Obiettivi Formativi

Metodologie sperimentali applicate a sistemi di interesse biomedico: caratterizzazione chimico-fisica su diverse scale spazio-temporali mediante tecniche di microscopia ottica ed elettronica, fluorescenza X, spettroscopia UVVis, IR, Raman, coulombmetria. Trattamento dei dati sperimentali.

Learning Goals

Experimental methodologies applied to systems of biomedical interest: chemical-physical characterization on different space-time scales using optical and electronic microscopy techniques, X-ray fluorescence, UVVis, IR, Raman spectroscopy, coulombmetry. Experimental data treatment.

Metodi didattici

Lezioni frontali e in laboratorio

Teaching Methods

Frontal and laboratory lessons

Prerequisiti

Adeguata conoscenza dell'Analisi Matematica, della Geometria e dell'Algebra lineare insieme con le nozioni di base di Chimica; un'approfondita conoscenza della Meccanica Classica, della Termodinamica, della Teoria dell'Elettromagnetismo e dell'Ottica; la conoscenza delle tecniche sperimentali e delle teorie della Fisica Classica e Moderna; dei Metodi Matematici e di elementi di Meccanica Quantistica e Statistica; la comprensione in ambito scientifico della lingua inglese; la capacità di utilizzo degli strumenti di calcolo informatico.

Prerequisites

Good knowledge of Mathematical Analysis, Geometry and Linear Algebra together with the basics of chemistry; a in-depth knowledge of Classical Mechanics, Thermodynamics, Theory of Electromagnetism and Optics, knowledge of experimental techniques and theories of classical and modern physics, Mathematical Methods and elements of Quantistic and Satistical mechanics, understanding of the scientific English language, the ability to use computational tools computer.

Verifiche dell'apprendimento

Esame orale

Assessment

Oral examination

Programma del Corso

Introduzione al corso, obiettivi delle tecniche sperimentali applicate alla biologia e alla medicina. Tecniche di caratterizzazione e di diagnostica. La microscopia ottica ed elettronica. Introduzione alla spettroscopia neutronica Produzione di neutroni per fissione e per spallazione. Principali modalità di rilevazione. La spettroscopia neutronica a piccolo angolo (SANS) Riduzione ed elaborazione di dati sperimentali SANS Casi studio con calcolo dei parametri associati ai sistemi investigati. La spettroscopia Raman: generalità, gli apparati sperimentali in dispersione e in trasformata di Fourier. Il laser, il reticolo e l'interferometro, il fotomoltiplicatore. La spettroscopia IR: generalità, gli apparati sperimentali in dispersione e in trasformata di Fourier. La lampada nell'IR, il reticolo e l'interferometro, il rivelatore. Livelli energetici traslazionali, rotazionali, vibrazionali ed elettronici Le regole di selezione nella spettroscopia vibrazionale Caso studio con analisi ed elaborazione dei dati sperimentali La Coulombmetria. La fluorescenza di raggi X: generalità, l'apparato sperimentale Caso studio con riduzione ed elaborazione dei dati sperimentali Le metodologie fisiche nel campo della diagnostica Gli ultrasuoni e la Radiografia X. La Riflettografia nell'IR e nell'UV.

Course Syllabus

Introduction to the course, objectives of experimental techniques applied to biology and medicine. Characterization and diagnostic techniques. Optical and electronic microscopy. Introduction to neutron spectroscopy Neutron production by fission and spallation. Main detection methods. Small angle neutron spectroscopy (SANS) Reduction and processing of SANS experimental data Case studies with calculation of the parameters associated with the investigated systems. Raman spectroscopy: generalities, experimental apparatus in dispersion and Fourier transform. The laser, the diffraction grating and the interferometer, the photomultiplier. IR spectroscopy: general information, experimental apparatus in dispersion and Fourier transform. The lamp in the IR, the diffraction grating and the interferometer, the detector. Translational, rotational, vibrational and electronic energy levels. The selection rules in vibrational spectroscopy Case study with analysis and processing of experimental data Coulombmetry. X-ray fluorescence: general information, the experimental apparatus. Case study with reduction and processing of experimental data. Physical methodologies in the field of diagnostics Ultrasound and X-ray radiography. Reflectography in IR and UV.