- Oggetto:
- Oggetto:
Fisica (CTF)
- Oggetto:
Physics
- Oggetto:
Anno accademico 2018/2019
- Codice dell'attività didattica
- STF0019
- Docenti
- Prof. Ada Maria SOLANO (Titolare del corso)
Prof. Francesca De Mori (Esercitatore) - Corso di studi
- [f003-c504] laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche - a torino
- Anno
- 1° anno
- Tipologia
- Di base
- Crediti/Valenza
- 8
- SSD dell'attività didattica
- FIS/01 - fisica sperimentale
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Consigliata
- Tipologia d'esame
- Scritto ed orale
- Prerequisiti
- Conoscenza delle basi della matematica (algebra, analisi e geometria analitica)
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Lo studente dovrà acquisire l'insieme delle grandezze e delle leggi fisiche essenziali per la comprensione della fenomenologia fisica presente nelle materie oggetto di studio nel corso di laurea. Requisiti: conoscenza delle basi della matematica (algebra, analisi e geometria analitica)
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza delle grandezze fisiche piu' importanti e delle relazioni tra di esse.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Lezioni frontali per un totale di 56 ore ed esercitazioni per un totale di 20 ore svolte dalla Dott.sa Francesca De Mori
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame scritto con soluzione di problemi ed orale con domande sul programma svolto
- Oggetto:
Programma
Introduzione. Grandezze fisiche; Sistemi di unità di misura; Analisi dimensionale; Cifre significative; Conversione di unità di misura; Calcoli con gli ordini di grandezza; Teoria degli errori.
I vettori e le operazioni tra vettori.
Cinematica unidimensionale e bidimensionale. Velocità; Accelerazione; Moto di un proiettile; Salto verticale.
Le leggi del moto di Newton e le relative applicazioni. Concetto di forza, massa e peso; Attrito; Tensione e pulegge; Molle e legge di Hooke.
Lavoro ed energia cinetica. Energia potenziale e cinetica; Forze conservative; Principio di conservazione dell’energia meccanica.
Quantità di moto e urti. Quantità di moto ed impulso; Urti elastici ed anelastici; Centro di massa; Moto circolare; Centrifuga.
Biomeccanica. Condizioni generali di equilibrio di un corpo rigido esteso; Momento di una forza; I vincoli e le leve; Le leve del corpo umano; Elasticità delle ossa e dei vasi sanguigni.
I fluidi. Densità e pressione; Equilibrio e moto dei fluidi; Liquidi ideali: teorema di Bernoulli e sue applicazioni; Aneurisma e stenosi; Liquidi reali: moto laminare e turbolento; Viscosità; Resistenza idrodinamica; Circolazione del sangue e misura della pressione; Calcolo del lavoro e della potenza cardiaca; Forza di Stokes.
Fenomeni molecolari. Forze di coesione e tensione superficiale; Tensione elastica di una membrana e legge di Laplace (goccia e bolla liquida); Embolia gassosa; Equilibrio alveolare; Fenomeni di capillarità.
Termodinamica. Energia interna, calore, lavoro; Calori specifici; Meccanismi di trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento; I gas perfetti e reali: leggi e trasformazioni; Primo principio della termodinamica; Metabolismo e metabolismo basale (MR e MBR); Spirometria; Termoregolazione del corpo umano.
Diffusione e osmosi. Le membrane nei sistemi biologici; Il fenomeno della diffusione (I legge di Fick); Le membrane semipermeabili e la pressione osmotica; Equilibrio osmotico (leggi di Van ‘t Hoff); Soluzioni isotoniche.
Fenomeni elettrici. La carica elettrica; Conduttori e isolanti; La legge di Coulomb; Il campo elettrico; Il teorema di Gauss; Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico; Il condensatore a facce piane parallele; Resistenze e capacità collegate in serie e in parallelo; La corrente elettrica; Le leggi di Ohm; L’effetto termico della corrente; Elettrolisi; Elettroforesi; Conduzione nei liquidi: legge di Faraday.
Magnetismo. Il campo magnetico e la forza magnetica; La forza di Lorentz e il moto di una particella carica in campo magnetico; Lo spettrometro di massa.
Onde e suono. Le onde e l’equazione di propagazione; L’interferenza; L’effetto Doppler; Riflessione, rifrazione e dispersione; Le onde stazionarie; Il suono: pressione e intensità sonora; L’orecchio umano: curva di udibilità, sensazione sonora e scala decibel.
Onde elettromagnetiche e ottica. La produzione delle onde elettromagnetiche; La propagazione delle onde elettromagnetiche; Lo spettro elettromagnetico; Energia e quantità di moto delle onde elettromagnetiche; Polarizzazione della luce. L’occhio umano; Combinazione di lenti e lenti correttive; Diffrazione; Diffrazione dei raggi X e struttura delle molecole biologiche.
Raggi X. Tubo di Coolidge e produzione dei raggi X; Interazione dei raggi X con la materia: effetto fotoelettrico e Compton; Legge di attenuazione spaziale e coefficiente di assorbimento; Impiego in diagnostica: l’immagine radiologica.
Il nucleo e la radiazione nucleare. I nuclei e le forze nucleari; Il difetto di massa e l’energia di legame; La curva di stabilità e i radioisotopi; I decadimenti (alfa, beta, gamma); Legge del decadimento radioattivo; Attività di una sorgente radioattiva; Assorbimento delle radiazioni nella materia; Uso dei radioisotopi in diagnostica (scintigrafia, PET).Introduction Units of Length, Mass and Time; Dimensional Analysis; Significant Figures; Converting Units; Order-of-Magnitude Calculations.
Scalars and Vectors
One-Dimensional and Two-Dimensional Kinematics. Velocity; Acceleration; Projectile Motion; Free fall.
Newton’s Laws of Motion and Applications. Force, Mass and Weight; Friction; Tension e Pulleys; Springs and Hooke’s Law.
Work and Kinetic Energy. Potential and Kinetic Energy; Conservative forces; Conservation of Mechanical Energy; Free Falling.
Momentum and Collisions. Momentum and Impulse; Elastic and Inelastic Collisions; Center of Mass; Rolling Motion; The Centrifuge.
Biomechanics. Condition of Equilibrium in a rigid body; Moment of Force; Ties and Levers; Levers of the human body; Elasticity of bones and blood vessels; Muscular tensing.
Fluids. Density and Pressure; Equilibrium and Flow of Fluids; Ideal Fluids: Bernoulli’s equation and applications; Aneurysm e Stenosis; Real fluids: Laminar and Turbulent Flow; Viscosity; Hydrodynamic Resistance; Blood Circulation and Pressure Measurement; Cardiac Work and Power computation; Stokes Force.
Molecular Phenomena. Cohesive Strength and Surface Tension; Elastic Stress of a membrane and Laplace’s law (drop and blob); Embolism; Alveolar Equilibrium; Capillarity.
Thermodynamics. Internal Energy, Heat, Work; Specific Heats; Mechanisms of Heat Exchange: Conduction, Convection, Radiation; Ideal and Real Gases: laws and thermal processes; The First Law of Thermodynamics; Metabolism and Basal Metabolism (MR e MBR).
Diffusion and Osmosis. Membranes in biological systems; The phenomenon of Diffusion (First law of Fick); Semipermeables Membranes and Osmotic Pressure; Osmotic Equilibrium (Van ‘t Hoff’s laws); Isotonic Solutions.
Electric Phenomena. Electric Charge; Insulators and Conductors; Coulomb’s law; Electric Field Lines; Gauss Law; Electric Potential Energy and Electric Potential; Parallel-plate Capacitor; Resistors and Capacitors in Series and Parallel; Electric Current; Ohm’s Laws; Thermal Effects of Electric Current; Electrolysis; Electrophoresis;
Conduction in fluids: Faraday’s law.
Magnetism. The Magnetic Field and the Magnetic Force; Lorentz’s Force and Motion of Charged Particles in a Magnetic Field; Mass Spectrometer.
Waves and Sound. Types of waves and Propagation Equation; Interference; The Doppler Effect; Reflection, refraction and dispersion; Standing Waves; The sound: pressure and intensity; Human Perception of Sound: audibility function, intensity level and decibels.
Electromagnetic Waves and Optics. The Production of Electromagnetic Waves; The electromagnetic spectrum; Energy and Momentum in Electromagnetic Waves; Polarization; The human eye; Combination of lenses and corrective lenses; Diffraction; Diffraction with X rays and the structure of biological molecules.
X Rays. Coolidge’s pipe and Production of X Rays; X Rays Interaction with Matter: Photoelectric and Compton Processes; Law of spatial reduction and Absorption Coefficient; Diagnostic application: the radiological image.
Atomic Nucleus and Nuclear Radiation. Structure of Nuclei and Nuclear Forces; Mass Defect and Binding Energy; Nuclear Stability and Radioisotope; Radioactive Decays (alfa, beta, gamma); Law of Radioactive Decay; Activity of a Radioactive Source; Matter Absorption of Radiation; Diagnostic Applications with Radioisotopes (scintigraphy, PET).Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- J.S. Walker: Fondamenti di fisica, ed. Pearson - G. Riontino: Lezioni di fisica, ed. Cortina.
Altri testi di riferimento: - D. Scannicchio, Fisica Biomedica, EdiSES - F. Borsa e A. Lascialfari, Principi di FIsica per indirizzo biomedico e farmaceutico, EdiSES - A.H. Cromer: Fisica per medicina, farmacia e biologia, ed. Piccin - R.A. Serway, J.W. Jewett: Principi di fisica, EdiSES - A. Giambattista: Fisica generale, ed. McGraw-Hill - D. Giancoli: Fisica con fisica moderna (2^a ed.), Casa Editrice Ambrosiana - G. Bellini e G. Manuzio: Fisica per le scienze della vita, ed. Piccin
- Oggetto: