Fisica Medica - Area Corsi di Studio della Seconda Università di

Fisica Medica
Docente
Prof. Maria LEPORE
Anno
1° anno
Corso di studi
Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia (sede Napoli)
Tipologia
Fondamentale
Crediti
4
SSD
02/B3
Anno Accademico
2013-2014
Periodo didattico
Primo semestre
Propedeuticità
Nessuna
Frequenza
Obbligatoria
Modalità di esame
Superamento di una prova scritta
Sede
Complesso Didattico di S. Patrizia - Via L. Armanni, 5
Orario lezioni
Lezioni:
Mercoledì, venerdì
Appelli di esame
Orario di ricevimento
Organizzazione della
didattica
Risultati di
apprendimento
previsti
Programma
Testi consigliati e
bibliografia
Giovedì 14.00-16.00; Venerdì 12.00-14.00
Lezioni frontali
Il corso si propone di fornire le conoscenze per un’adeguata comprensione dei fenomeni di fisica di base e applicata alle
discipline biomediche e alle più importanti metodiche di analisi di laboratorio e di diagnostica per uso clinico.
Introduzione al corso. Il ruolo della metodologia fisica nello sviluppo delle Scienze Biomediche.
Richiami di matematica. Equazioni di II grado. Funzione logaritmica ed esponenziale. Grafici di funzioni. Concetti di limite,
derivata ed integrale. Funzioni trigonometriche
Grandezze fisiche. Campioni ed unità. Il sistema internazionale di misure. I campioni di lunghezza, massa e tempo.
Grandezze vettoriali e scalari. Somma di vettori, metodo geometrico. Scomposizione e somma di vettori. Metodo analitico.
Prodotto scalare e vettoriale.
Moto in una dimensione. Cinematica del punto materiale. Velocità media. Velocità istantanea. Moto rettilineo uniforme.
Velocità variabile. Accelerazione. Moto con accelerazione costante..
Dinamica del punto materiale. Problema fondamentale della meccanica. La prima legge di Newton. Definizione di forza e
massa. La seconda legge di Newton. Esempi di forze: forza gravitazionale e forza peso. La terza legge di Newton. Le forze di
tensione. Applicazione delle leggi della dinamica. Il piano inclinato. Le forze di attrito statico e dinamico. La dinamica del
moto circolare uniforme.
Lavoro ed energia. Lavoro fatto da una forza costante. Energia cinetica. Teorema dell’energia cinetica. Lavoro fatto da una
forza variabile. Lavoro svolto da una molla. Potenza. Unità di misura del lavoro e della potenza.
Conservazione dell’energia. Forze conservative. Energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale. Sistemi conservativi
unidimensionali. Energia meccanica e diagramma dell’energia potenziale. Equilibrio stabile, Instabile e indifferente. Forze non
conservative e lavoro svolto. La conservazione dell’energia.
Equilibrio dei corpi rigidi. Definizione di corpo rigido. Equazioni cardinali della statica. Equilibrio statico di un corpo rigido.
Baricentro. Stabilità ed equilibrio. Leve. Guadagno meccanico. Muscoli. Leve del corpo.
Proprietà elastiche dei materiali. Aspetti generali degli sforzi e delle deformazioni. Modulo di Young. Flessione. Taglio e
torsione
Meccanica dei fluidi. Definizione di fluido ideale. Pressione atmosferica Statica dei fluidi. Pressione di un fluido Legge di
Stevino. Legge di Pascal ed il torchio idraulico. Il principio di Archimede. Dinamica dei fluidi. Equazione di continuità. Teorema
di Bernoulli. Fenomeni di capillarità. La viscosità. Moto turbolento. Legge di Poiseuille. Numero di Reynolds. Sistema
cardiocircolatorio.Tensione superficiale.Legge di Laplace. Molecole tensioattive
Moto ondulatorio. Onde e particelle. Concetto di onda. Onde trasversali e longitudinali. Lunghezza d’onda, frequenza e
pulsazione. Energia e potenza delle onde in moto. Interferenza di onde. Onde stazionarie. Onde acustiche. Potenza ed
intensità delle onde sonore. Velocità del suono. Effetto Doppler. Principi fisici delle tecniche ecografiche.
Termologia e calorimetria. La temperatura e la sua
misura. Temperature
caratteristiche e termometri. Proprietà
termiche della materia. Espansione termica. Capacità termica e calori
specifici. Cambiamenti di fase. Conduzione del
calore. Trasmissione del calore per convezione e per irraggiamento. Prima legge della termodinamica. Seconda legge della
termodinamica. Rendimenti delle macchine termiche. Metabolismo del corpo umano. Termoregolazione.
Elettrostatica. Carica elettrica. Conduttori ed isolanti. Legge di Coulomb. Quantizzazione della carica. Conservazione della
carica. Campo elettrico. Campo elettrico dovuto ad una carica ed a più cariche. Dipolo elettrico. Energia potenziale elettrica.
Potenziale elettrico.
Condensatori. Capacità dei condensatori con dielettrico. Energia immagazzinata in un condensatore. Condensatori in serie
ed in parallelo. Defibrillatore e stimolatore cardiaco.
Corrente elettrica e resistenza. Corrente e densità di corrente. Resistenza e resistività. Legge di Ohm. Interpretazione
microscopica della legge di Ohm. La legge di Joule. Forza elettromotrice.
Campo magnetico. Forza magnetica su una carica in moto. Cariche in moto circolare. Ciclotrone e spettrometro di massa.
Campi magnetici e correnti. Dipolo magnetico. Legge di Biot-Savart. Legge di Ampère. Principi fisici della risonanza
magnetica
Legge di induzione di Faraday. Flusso concatenato. Legge di Lenz. Campi elettrici indotti.
Onde elettromagnetiche. Radiazione luminosa. Raggi X ed applicazioni in nedicina
Ottica geometrica. Indice di rifrazione. Cammino ottico. Leggi della riflessione. Leggi della Rifrazione. Specchi piani.
Specchi sferici. Lenti sottili. Lente d’ingrandimento. Microscopio
D.Halliday, R.Resnick, J.Walker “Fondamenti di Fisica” Casa Editrice Ambrosiana; J.W. Kane, M.M. Sternheim “Fisica
Applicata” EMSI; D. Scannicchio “Fisica Biomedica” Casa Editrice EDISES
APPUNTI DALLE LEZIONI
Curriculum docente
La prof.ssa Maria LEPORE si è laureata in Fisica nel 1982 presso l'Università di Bari e nel 1986 ha conseguito il titolo di
Dottore di Ricerca in Fisica. Dal 1999 la prof.ssa Lepore è in servizio presso la Seconda Università di Napoli come
professore di Fisica. L’attività didattica ha riguardato gli insegnamenti di Fisica Medica per numerosi corsi di laurea
triennali (area di riabilitazione e tecnica), magistrali (Odontoiatria e Protesi Dentaria, Medicina e Chirurgia), scuole di
specializzazione (Radiodiagnostica, Radioterapia, Medicina e Chirurgia. A partire dal 2012 ha collaborato anche con le
attività didattiche del Corso di laurea di Fisica. L’attività scientifica della prof.ssa Lepore, di tipo prevalentemente
sperimentale, ha riguardato i seguenti campi: processi di interazione a multifotoni in solidi cristallini e semiconduttori;
processi d’interazione laser-materiali metallici di tipo termico; ottica integrata; proprietà ottiche di tessuti biologici e
biomateriali; ottica biomedica; progettazione e sviluppo di sensori ottici; sicurezza laser in laboratori di ricerca ed in
ambito clinico; divulgazione della fisica e delle sue applicazioni in ambito medico, ambientale e agroalimentare. La
prof.ssa Lepore è autrice di più di 80 lavori su riviste con comitato di redazione internazionale. Ha partecipato a
numerosi congressi internazionali (con 50 pubblicazioni in esteso degli atti) e nazionali ed è stata relatrice di varie
comunicazioni ad invito. Nel corso della sua attività, la prof.ssa Lepore ha collaborato con diversi gruppi di ricerca
nazionali ed internazionali. La prof.ssa Lepore collabora in qualità di referee con alcune riviste scientifiche con comitato
di redazione internazionale.