Ottica Fisiopatologica

Anno accademico 2013/2014

Obiettivi formativi del corso

Il corso intende dare una formazione di base che sia propedeutica per altre importanti discipline del Corso di Laurea che si fondano sulla fenomenologia fisica o che di essa fanno frequente uso. Il corso si ripromette altresì di dare i rudimenti concettuali necessari per una comprensione pur sommaria di alcune importanti tecnologie di uso sempre più frequente quali ad esempio endoscopi, microscopi, trasduttori per ecografia a ultrasuoni, luce
laser, apparati radiologici e NMR, rivelatori di radiazioni. ecc.

Acquisire le nozioni fondamentali per la correzione clinica delle ametropie e per la misurazione della capacità di risoluzione del sistema visivo.

Apprendere le tecniche psicofisiche per lo studio della visione a colori.

Risultati dell'apprendimento

Conoscenza e comprensione dei contenuti di base del programma, essendo in grado di affrontare temi d'avanguardia nello stesso campo di studi; capacità di applicare con competenza e professionalità la conoscenza al contesto del paziente e degli strumenti disponibili; capacità di raccogliere e interpretare i dati in modo autonomo.

Capacità di comunicare i problemi e ove possibile le soluzioni sia al paziente che al personale medico

Programma

FISICA

Introduzione: grandezze fisiche e loro misure; dimensioni, unità di
misura.Cinematica in una dimensione: velocità ed accelerazione; moto con
accelerazione costante.Cinematica in due dimensioni: scalari e vettori; moto di un
proiettile.Dinamica: le tre leggi di Newton; peso e forza normale; attrito;piano
inclinato.Moto circolare: cinetica e dinamica del moto circolare uniforme;
centrifugazione; satelliti artificiali.Lavoro ed energia: lavoro; energia cinetica e
principio lavoro-energia; energia potenziale; forze conservative; traformazioni
dell'energia e conservazione dell'energia.Quantità di moto: quantità di moto e sua
conservazione; urti elastici ed anelastici; centro di massa e baricentro; moto
traslatorio.Moto rotatorio: grandezze angolari; cinematica di un moto rotatorio
uniformemente accelerato; moto di rotolamento; momento torcente; dinamica
rotazionale; energia cinetica rotazionale; conservazione del momento
angolare.Fluidi: densità e peso specifico; pressione nei fluidi; principio di Pascal;
principio di Archimede; principio di Bernoulli; viscosità e legge di Poiseuille;
tensione superficiale e capillarità.Vibrazioni ed onde: moto armonico semplice;
energia del moto armonico semplice; pendolo; moto armonico smorzato; vibrazioni
forzate e risonanza; moti ondulatori; energia trasportata dalle onde; riflessione ed
interferenza; rifrazione e diffrazione.Suono: caratteristiche del suono; impedenze
acustiche; la sensazione sonora; rumore e colore del suono; interferenza e
battimenti; effetto Doppler; risonanza.Temperatura e calore: temperatura e
termometri; principio zero della termodinamica; legge dei gas perfetti; numero di
Avogadro; diffusione; energia interna di in gas ideale; calorimetria; trasmissione del
calore.Termodinamica: Iº principio della termodinamica; IIº principio della
termodinamica; le macchine termiche; l'entropia.
Elettricitá e Magnetismo:
Carica elettrica e legge di Coulomb - Costante dielettrica - Campo elettrico - Lavoro
elettrico e potenziale elettrostatico - Volt - Campo e potenziale dipolare e da doppio
strato - Elettrocardiogramma (cenni) - Teorema di Gauss e sue applicazioni notevoli
- La gabbia di Faraday - Induzione elettrostatica e polarizzazione del mezzo -
Condensatore e capacitá elettrica - Condensatori in serie e parallelo - Intensitá di
corrente e densità di corrente - Legge di Ohm e resistenza - Resistenze in serie e
parallelo - Forza elettromotrice - Leggi di Kirchhoff - Effetto termico della corrente -
Conduzione nei liquidi - Passaggio della corrente nel corpo umano - Cenni sulla
struttura elettronica di isolanti, conduttori e semiconduttori - Campo magnetico e
forze su correnti e magneti - Legge di Biot e Savart - Permeabilitá magnetica -
Teorema della circuitazione di Ampère - Solenoide - Induzione elettromagnetica e
leggi di Faraday/Lenz - Coefficiente di autoinduzione - Tensione e corrente
alternata - Impedenza e potenza AC dissipata - Onde elettromagnetiche - Effetto
fotoelettrico e fotone - Effetto termoelettronico.
Ottica
Riflessione, rifrazione e dispersione luminosa - Riflessione totale e fibra ottica -
Endoscopio (cenni) - Elementi di analisi spettrale - Sistema ottico, fuochi e potere
diottrico - Lenti sottili e specchi, e costruzione delle immagini - Microscopio
composto - Potere risolutivo - Aberrazioni - L'occhio come sistema diottrico -
Principali ametropie e loro correzione mediante lenti - Carattere ondulatorio della
luce - Diffrazione della luce e legge di Huyghens - Reticolo di diffrazione -
Polarizzazione della luce e polarimetria - Luce laser: produzione, proprietà e
applicazioni in Medicina - Microscopio elettronico (cenni)
Atomo, Nucleo, Radiazioni:
Struttura atomica - Modelli atomici di Bohr e Bohr/Sommerfeld - Emissione e
assorbimento di fotoni, e luminescenza - Raggi X, loro produzione e proprietá -
Processi di assorbimento X nella materia - L'immagine radiologica - Nucleo e
isotopi - Radioattivitá naturale: radiazioni alfa, beta, gamma e proprietà di
assorbimento - Decadimento radioattivo e vita media.

OTTICA

La refrazione clinica

schiascopia, autorefrattometro, oftalmometria
tecniche soggettive
cicloplegia
prescrizione della correzione ottica

Metodi per la misurazione dell'acuità visiva

definizione e tipi di acuità visiva
tavole ottotipiche
metodi soggettivi ed obiettivi

Metodi per la misurazione della sensibilità al contrasto:

definizione 

principali metodi di misura

BIOFISICA

•Luce e funzione visiva. Dalla fotometria alla visione a colori.
- elementi di fisiologia della visione
- illuminanti e sorgenti di luce standard CIE
- grandezze radiometriche: Sistema Internazionale
- grandezze fotometriche: standard CIE 1924 e CIE 1988
- spazio del tristimolo per diversi osservatori (CIE 1931, CIE 1964) e riferimenti XYZ
e RGB
- osservatore di Vos
- spazi psicometrici CIE 1976: CIELAB e CIELUV
- misurazione del fattore di riflessione spettrale: strumentazioni secondo le
raccomandazioni CIE
- colori fluorescenti
- atlanti dei colori: Munsell, DIN, OSA-UCS, NCS
- test clinici per l’esame della visione a colori
Bibliografia: C.Oleari. Misurare il Colore. Hoepli Editore, Milano 2008.

Testi consigliati e bibliografia

FISICA

Appunti delle lezioni.

Bersani, Bettati, Biagi, Capozzi, Feroci, Lepore, Mita, Ortalli, Roberti, Viglino, Vitturi:
Fisica biomedica,
Ed. Piccin Nuova Libraria (Padova).

Scannicchio: Fisica Biomedica,
Ed. EdiSES (Napoli).

Giambattista, McCarthy Richardson, Richardson:
Fisica Generale,
Ed. McGraw-Hill (Milano).

Halliday et al:
Elementi di Fisica
Ed. Ambrosiana (Milano).

OTTICA E BIOFISICA

Tasman, Jaeger, eds. Duane's Ophthalmology. LWW 2006

C.Oleari. Misurare il Colore. Hoepli Editore, Milano 2008.
-Schede del docente