Course Syllabus
Obiettivi
Termodinamica: 1° e 2° principio della termodinamica ed entropia.
Biomeccanica: Statica del corpo rigido con applicazioni all’equilibrio degli arti del corpo umano.
Meccanica dei fluidi: fluidi ideali e fluidi reali
Elettrostatica e ed elettrodinamica: Cariche elettriche e circuiti elettrici.
Fisica delle radiazioni ed effetti biologici delle radiazioni.
Ottica: funzionamento del sistema visivo umano.
Contenuti sintetici
Il corso si prefigge
di fornire allo studente gli strumenti necessari alla comprensione dei processi vitali a livello molecolare e le basi per identificare i legami causa - effetto dei processi chimici e fisici più rilevanti per il curriculum degli studi e la professione del medico.
Queste conoscenze costituiranno la
base elementare per l’interpretazione delle complesse reazioni che rappresentano la vita e saranno finalizzate ad introdurre lo studente al metodo scientifico, di tipo induttivo.
Programma esteso
TERMODINAMICA: - Sistemi e stati termodinamici - Transizioni di fase - Trasformazioni dei gas perfetti - 1° principio della termodinamica - 2° principio della termodinamica ed entropia - Entalpia ed energia libera.
BIOMECCANICA - Momento di una forza. - Equilibrio di un corpo con esemplificazioni dell'equilibrio degli arti del corpo umano. - Leve. - Meccanica della locomozione. - Statica del corpo rigido. - Modulo di Young ed elasticità. - Modulo di compressione e di taglio. - Flessioni, torsioni, fratture.
MECCANICA DEI FLUIDI: - Legge di Stevino - Principio di Archimede - Teorema di Bernoulli – Equazione di Poiseulle. - Proprietà dei liquidi reali e concetto di viscosità - Concetto di resistenza idraulica di un condotto. - Tensione superficiale nei liquidi. - Tensioattivi; fenomeni di adesione e capillarità. - Legge di Laplace
ELETTRODINAMICA: - Interazione tra cariche elettriche. - Campo elettrico e potenziale elettrostatico. - Distribuzione di cariche elettriche: dipolo elettrico e strato dipolare. - Significato della costante dielettrica. - La capacità di un condensatore. - Circuiti elettrici. - Leggi di Ohm. - Concetto di corrente stazionaria e di corrente transitoria. - Carica e scarica di un condensatore
FISICA DELLE RADIAZIONI: - Cenni di fisica del nucleo. - Decadimenti radioattivi. - Decadimento alfa, beta, gamma e reazioni nucleari. - Emissione ed assorbimento di radiazioni corpuscolari e elettromagnetiche. - Raggi X. - Interazione radiazione-materia. - Effetti biologici delle radiazioni
OTTICA: - Spettro delle radiazioni elettromagnetiche. - Assorbimento delle radiazioni - La luce e la formazione delle immagini - Lenti e ottica geometrica - Costruzione delle immagini secondo l’ottica geometrica - Occhio come sistema ottico - Difetti ottici dell'occhio - Teoria della percezione dei colori
Prerequisiti
Conoscenze elementari di matematica e analisi.
Modalità didattica
Lezioni frontali e esercitazioni.
Nel periodo di emergenza Covid-19 le lezioni si svolgeranno in modalità mista: parziale presenza e lezioni videoregistrate asincrone/sincrone con alcuni eventi in presenza fisica.
Materiale didattico
D. Scannicchio e L. Giroletti "Elementi di fisica biomedica" Edises; ISBN-13: 978-8879598873
F. Borsa e A. Lascialfari, “Principi di fisica. Per indirizzo biomedico e farmaceutico”, Edises; ISBN-13: 978-8879598163
D. C. Giancoli, “Fisica. Con fisica moderna”, CEA, ISBN-13: 978-8808186102Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esercizi a risposta multipla (esercizi numerici che richiedono l’applicazione di piu’ principi fisici). Prova orale su valutazione dei docenti.
Nel periodo di emergenza Covid-19 gli esami saranno solo telematici. Verranno svolti utilizzando la piattaforma WebEx e nella pagina e-learning dell'insegnamento e verrà inviato agli studenti un link per l'accesso all'esame.
Orario di ricevimento
Su appuntamento telefonico (02 6448 8209) o via mail (francesco.mantegazza@unimib.it).
Aims
Thermodynamics: 1st and 2nd principles of thermodynamics and entropy.
Biomechanics: Statics of the rigid body with applications to the human body.
Fluid mechanics: ideal fluids and real fluids
Electrostatics and electrodynamics: Electrical charges and electrical circuits.
Physics of radiation and biological effects of radiation.
Optics: mechanism of the human visual system.
Contents
The primary goal of
the course is to provide students with the tools for the understanding of the complex reactions that represent the molecular basis of life, and with the fundamentals to identify the cause-effect relations of the most important chemical and physical processes for the curriculum and the work of a physician. This knowledge will form the primary basis for a rationale approach to the knowledge of medical sciences.
Detailed program
THERMODYNAMICS: - Systems and thermodynamics states - Phase transitions - Perfect gas transformations - 1st principle of thermodynamics - 2nd principle of thermodynamics and entropy - Enthalpy and free energy.
BIOMECHANICS - Moment of a force. - Balance of a body with exemplifications of Human Body. - Levers. - Mechanics of locomotion. - Statics of the body. - Young's modulus and elasticity. - Compression module. - Deflections, twists, fractures.
MECHANICS OF FLUIDS: - Stevino's Law - Principle of Archimedes - Theorem of Bernoulli – Poiseuille equation. Properties of real liquids and viscosity- Concept of hydraulic resistance . - Surface tension in liquids. - Surfactants; phenomena of adhesion and capillarity. - Laplace law.
ELECTRODINAMICS: - Interaction between electric charges. - Electrical field and electrostatic potential. - Distribution of electric charges: electric dipole and dipole layer. -Meaning of the dielectric constant. - The capacity of a capacitor. - Electrical circuits. - Laws of Ohm. - Concept of stationary current and of transient current. - Charge and discharge of a capacitor.
RADIATION PHYSICS: - Overview of the physics of the nucleus. - Radioactive decay. - Alpha, beta, gamma and nuclear reactions decay. - Emission and absorption of corpuscular and electromagnetic radiation . - X-ray. - Radiation-matter interaction. - Biological effects of radiation
OPTICS: - Spectrum of electromagnetic radiation. - Absorption of the radiation - Light and image formation - Lenses and geometrical optics - Construction of images according to geometrical optics - Eye as an optical system - Optical defects of the eye - Theory of the color perception
Prerequisites
Basic knowledges of mathematics and analysis.
Teaching form
Lectures and exercises.
During the Covid-19 emergency period, lessons will take place in a mixed mode: partial presence and asynchronous / synchronous videotaped lessons with some physical presence events.
Textbook and teaching resource
D. Scannicchio e L. Giroletti "Elementi di fisica biomedica" Edises; ISBN-13: 978-8879598873
F. Borsa e A. Lascialfari, “Principi di fisica. Per indirizzo biomedico e farmaceutico”, Edises; ISBN-13: 978-8879598163
D. C. Giancoli, “Fisica. Con fisica moderna”, CEA, ISBN-13: 978-8808186102
Semester
First semester
Assessment method
Multiple choice exercises (numerical exercises that require the application of several physical principles). Oral test on teacher evaluation.
In the Covid-19 emergency period, exams will only be online. They will be conducted using the WebEx platform and on the e-learning page of the course. A link will be sent to the students to access the exam.
Office hours
By telephone appointment (02 6448 8209) or by email (francesco.mantegazza@unimib.it).