Obiettivi Formativi

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

Students will be provided with basic physics information on liquids, gas, and electromagnetic waves that will be useful to understand common biomedical problems.

Metodi didattici

Lezioni frontali con proiezione di presentazioni in Power Point, articoli scientifici, discussione in aula con gli studenti. La frequenza alle lezioni è obbligatoria. Le attestazioni di frequenza verranno rilasciate a seguito del raggiungimento di almeno il 75% di presenza di quanto erogato.

Teaching Methods

Lectures supported by Power Point presentations, scientific articles, class exercises with students. Attendance is mandatory, with the presence of at least 75% attendance to fulfill the course.

Prerequisiti

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

Prerequisites

A basic knowledge of mathematics and physics is required to approach this teaching unit.

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento sarà effettuata secondo calendario didattico con esame finale orale (voto in trentesimi) che accerti la preparazione del candidato. La valutazione della preparazione finale terrà conto dell’impegno dimostrato durante il corso delle lezioni, del grado di preparazione raggiunto, della proprietà di linguaggio in relazione agli argomenti trattati e delle capacità espositive. Verrà valutata insufficiente una preparazione con lacune grossolane in uno o più argomenti trattati; la sufficienza prevede la conoscenza non frammentaria degli argomenti.

Assessment

An oral final exam will take into account the commitment shown by the candidate, the degree of knowledge, the use of a proper language relative to the topics, and presentation skills. An insufficient score will be attributed for flows in one or more topics; the achievement of sufficiency will require a global knowledge of topics.

Programma del Corso

-  Grandezze scalari e vettoriali, vettori, forza centrifuga e centripeta, principio di funzionamento di centrifuga e ultracentrifuga. -  Meccanica ondulatoria, caratteristiche di un’onda, propagazione dell’onda meccanica -  Natura delle onde acustiche, ultrasuoni e la sonicazione. -  Principi della termodinamica, potenziali termodinamici, entalpia, energia libera, equazione di Van Der Waals -  Meccanica quantistica, quanti di luce, fotone, legge di Planck, spettro delle onde elettromagnetiche -  Radiazioni luminose, cammino ottico, rifrazione, diffrazione e riflessione di un’onda, interferenza, concetto di assorbanza, legge di Lambert-Beer. -  Carica elettrica e legge di Coulomb, corpi conduttori e corpi isolati, potenziali biologici, concetti di tensione, corrente, resistenza e intensità elettrica, leggi di Ohm, leggi di Kirchkoff, conduzione nelle soluzioni elettrolitiche e fattore di Van’t Hoff, elettrolisi, elettroforesi, magnetismo, circuiti in corrente alternata, strumenti elettrici, trasmissione elettrica degli impulsi con specifico riferimento alle cellule nervose. -  Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti, interazione tra radiazione elettromagnetiche e sistemi biologici, principio di funzionamento delle apparecchiature di diagnostica e ricerca (laser, TAC, RMN, PET, SPET), utilizzo raggi UV a scopo di sterilizzazione. -  Il nucleo e la sua costituzione, il decadimento radioattivo naturale, decadimento alfa, decadimento beta, decadimento gamma, interazione delle radiazioni nucleari con la materia, comportamento biologico degli isotopi, natura dei radioisotopi e applicazioni biotecnologiche. -  Definizione di lavoro e di energia, principio di conservazione dell’energia -  Densità e peso specifico, leggi dell’idrostatica di un liquido, leggi dell’idrodinamica, fluidi ideali e reali, e loro applicazioni alla circolazione del sangue, velocità di eritrosedimentazione, moto vorticoso di un liquido e relazione con la pressione. -  Gas reali, gas perfetti e loro equazioni di stato, miscugli gassosi e legge di Dalton, diffusione dei gas e legge di Graham e di Henry, forze di coesione e tensione superficiale, fenomeni di capillarità, 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, microscopio ottico, microscopio invertito, microscopio elettronico, microscopio a trasmissione, microscopio a scansione, microscopio a fluorescenza. ​​​​​​​

Course Syllabus

- Scalar and vector quantities, vectors, centrifugal and centripetal forces, operating principle of centrifuge and ultracentrifuge. - Wave mechanics, wave characteristics, mechanical wave propagation - Nature of acoustic waves, ultrasound and sonication. - Principles of thermodynamics, thermodynamic potentials, enthalpy, free energy, Van Der Waals equation - Quantum mechanics, light quanta, photon, Planck's law, spectrum of electromagnetic waves - Light radiation, optical path, refraction, diffraction and reflection of a wave, interference, absorbance, Lambert-Beer law. - Electric charge and Coulomb's law, conducting and isolated bodies, biological potentials, definitions of voltage, current, resistance and electrical intensity, Ohm's laws, Kirchkoff's laws, conduction in electrolytic solutions and Van't Hoff factor, electrolysis, electrophoresis, magnetism, alternating current circuits, electrical instruments, electrical transmission of impulses with specific reference to nerve cells. - Ionizing and non-ionizing radiations, interaction between electromagnetic radiation and biological systems, operating principle of diagnostic and research equipment (laser, CT, MRI, PET, SPET), use of UV rays for sterilization purposes. - The nucleus and its constitution, natural radioactive decay, alpha decay, beta decay, gamma decay, interaction of nuclear radiation with matter, biological behavior of isotopes, nature of radioisotopes and biotechnological applications. - Definition of work and energy, principle of energy conservation - Density and specific weight, laws of hydrostatics of a liquid, laws of hydrodynamics, ideal and real fluids, and their applications to blood circulation, erythrocyte sedimentation speed, vortex motion of a liquid and relationship with pressure. - Real gases, ideal gases and their equations of state, gas mixtures and Dalton's law, diffusion of gases and Graham's and Henry's law, cohesion forces and surface tension, capillarity phenomena, the respiratory cycle and gas exchanges in respiration. - Laws of geometric optics, converging and diverging lenses, construction of images in the approximation of a thin lens, optical microscope, inverted microscope, electron microscope, transmission microscope, scanning microscope, fluorescence microscope.