Scienze Propedeutiche I (Logopedia) A.A 2013-14

Anno accademico 2013/2014

Obiettivi formativi del corso

Il corso intende fornire una formazione di base che sia propedeutica per altre importanti  discipline  del  Corso  di  Laurea,  quali  Chimica,  Biologia, Fisiologia, Biochimica ecc., che sulla fenomenologia fisica si fondano o 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 che sempre più di frequente  accompagnano  l'opera  del  medico  quali  ad  esempio: centrifughe, endoscopi, microscopi, trasduttori per ecografia a ultrasuoni, luce laser, apparati radiologici e NMR, rivelatori di radiazione, ecc.

Come ultima finalità, ma forse la più importante, il corso si prefigge di dare allo studente uno stimolo per il raggiungimento di una maggiore confidenza su concetti di uso comune, ma non sempre sufficientemente chiariti  dagli  studi  pregressi,  quali:  azioni meccaniche tra corpi a contatto, sforzi ed energie in gioco, aspetti dinamici conseguenti a forze elastiche  e  urti,  attriti  e  aspetti  termici  e  termodinamici,  proprietà statiche e dinamiche di fluidi gassosi e liquidi, luce e sue manifestazioni anche in relazione alla struttura dell'occhio e ai suoi difetti fisici; fondamenti dei fenomeni elettrici, magnetici  e  nucleari,  le  leggi  che  governano  potenziali e  correnti; radiazioni elettromagnetiche e nucleari, perturbazioni indotte nei mezzi attraversati e aspetti di rivelazione e controllo.

Programma

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.

Ottica: Riflessione e rifrazione – Riflessione totale e fibra ottica – Sistema ottico, fuochi  e  potere  diottrico. Diottro  sferico. Lenti  sottili,  specchi  e costruzione delle immagini. La luce laser.

Elettricità, magnetismo e correnti elettriche: Cariche elettriche e legge di Coulomb. Campo elettrico.Lavoro del campo elettrico e potenziale elettrostatico. Campo dipolare. Cenni su fibra muscolare ed elettrocardiogramma. Capacità elettrica e condensatore. Intensità  di  corrente. Cenni  sulla  struttura elettronica  di  isolanti, conduttori metallici e semiconduttori. Le leggi di Ohm – Resistenze in serie e parallelo. Forza elettromotrice. Effetto termico della corrente. Passaggio  della  corrente  nel  corpo  umano.  Effetto  termoionico  e fotoelettrico. Campo  magnetico  e  sua  azione  su  correnti  e  magneti. Induzione elettromagnetica. Autoinduzione. Tensione e corrente alternata – Impedenza – Onde elettromagnetiche.

Radiazioni: Struttura dell’atomo e del nucleo – Numeri quantici, orbitali elettronici e transizioni – Isotopi instabili e radiazione alfa, beta, gamma. Legge del decadimento radioattivo e vita media. Rivelazione delle radiazioni. Applicazioni biomediche  dei  radioisotopi.  Raggi  x  (produzione,  proprietà  e meccanismi di assorbimento nella materia) - L'immagine radiologica - Cenni su TAC e NMR. Cenni di radioprotezione.

Testi consigliati e bibliografia

Appunti delle lezioni.

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

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

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