Corsi Universitari del Prof. Rosario N. Mantegna
Anno Accademico 2001-2002

 

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Programma
 
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Anno Accademico 2001-2002

CORSO INTEGRATO DI FISICA

DOCENTI

Prof. Maria Brai, Prof. Rosario N. Mantegna


  Attivitą didattica obbligatoria - 8 crediti    Attivitą didattica opzionale    - 21 crediti

 

DISCIPLINE
FISICA
FISICA MEDICA
Codice materia 87100

 

Modulo 1: Fisica


Definizione operativa di grandezza fisica e sue dimensioni. Sistema di unitą di misura e costanti fondamentali, equazioni dimensionali. Elementi di algebra vettoriale. Cenni di metodologia delle misure e di teoria dell'errore.

Equazione fondamentale per la risoluzione del problema della dinamica.Applicazioni dell'equazione del moto in alcuni casi particolari di interesse biomedico.Forze elastiche e viscose. Forze reali e fittizie. Centro di massa. Moto del centro di massa di un sistema di particelle. Quantita' di moto. Conservazione della quantita' di moto. Momento di una forza rispetto ad un punto. Momento angolare di una particella. Elementi di dinamica rotazional. Momento d'inerzia. Conservazione del momento angolare.

Equilibrio statico e dinamico. Definizione di lavoro ed energia; il problema del calcolo del lavoro, campi di forze conservative, energia potenziale, conservazione dell'energia meccanica e dell'energia totale. Proprietą meccaniche dei materiali; elesticitą alla trazione, compressione, scorrimento.

Onde trasversali ed onde longitudinali. Oscillatore armonico. Equazione di un'onda. Sovrapposizione di onde. Interferenza. Onde stazionarie. Intensita' delle onde. Il suono. Gli ultrasuoni. 

Elettrostatica, legge di Coulomb. Proprietą del campo elettrostatico: distribuzioni di carica. Energia potenziale di una distribuzione di carica. Proprietą elettriche della materia. I conduttori; induzione; il condensatore. I dielettrici; il dipolo; la polarizzazione, campo generato da un dielettrico polarizzato. Cariche in moto: definizione di intensitą  e densitą di corrente; equazione di continuitą. Energia misurata in un punto di un conduttore filiforme. Il voltaggio. Effetto termico della corrente. Circuiti con soli resistori; circuiti con resistori e condensatori ad una maglia: bilancio energetico.  Il campo magnetico: proprietą del campo magnetico. Flusso di campo magnetico ed induzione elettromagnetica. Onde elettromagnetiche: sorgenti, rivelatori. Cenni di ottica.

 

Modulo 2: Fisca Medica

Definizione di stato e sistema termodinamico il lavoro in termodinamica, calore, il primo principio e l'energia interna. Trasformazioni termodinamiche, transizioni di fase. Calori specifici e calori latenti. Trasformazioni a pressione costante: Entalpia. Il secondo principo della termodinamica: Entropia. Potenziali termodinamici. La termodinamica delle soluzioni diluite. La termodinamica delle reazioni chimiche. Lavoro osmotico ed equilibri osmotici. Transizioni di fase, equazione di Clausius-Clayperon. Termodinamica dei sistemi aperti: equilibri termodinamici all'interfaccia di una membrana. Termodinamica delle reazioni chimiche.

Equilibrio nei fluidi. Classificazione del moto dei fluidi. Equazione di continuitą. Portata di un condotto: condotti rigidi ed elastici.. Scorrimento di liquidi in condotti fisiologici a larga sezione (approssimazione fluido ideale): il teorema di Bernouille. Moto di fluidi viscosi in regime laminare e turbolento. Circuiti idrodinamici: resistenza dei vasi, pompe biologiche, misura della pressione e della velocitą di un fluido in un condotto. 

Sistemi elastici.Sistemi viscosi. Applicazioni della tensione superficiale: a)contatto fluido-fluido: b)flottazione; c)liquidi tensioattivi; d)fenomeni di capillaritą; e)embolia gassosa. Raggio di equilibrio dei vasi.

Interazione campi magnetici ed elettrici statici e radiazione elettromagnetica non ionizzante e materia.Effetti biologici. Campi ELF, radiofrequenze e microonde.

 

Guida bibliografica

R. C. Davidson - Metodi matematici per un corso introduttivo di fisica- EdiSES

E. Ragozzino, M. Giordano, L. Milano - Fondamenti di Fisica. 3 edizione - EdiSES

R.A. Serway - Principi di Fisica- EdiSES

F. Borsa, D.Scannicchio - FISICA: con applicazioni in biologia e in medicina - Ed. Unicop

Crediti opzionali soggetti a verifica di frequenza

 

 

APPLICAZIONI DELLA FISICA STATISTICA A SISTEMI BIOLOGICI E BIOMEDICI

crediti 7

Prof. Rosario N. Mantegna

- Introduzione
- Sequenze di DNA
- Genomi ed organizzazione genomica
- Introni ed esoni
- Elementi di processi aleatori 
- Cenni sui processi Markoviani
- GeneBank e le banche dato on line
- Il programma BLAST per l'individuazione di specifiche sequenze di DNA
- Le banche dati di proteine
- Elementi di bioinformaticae cenni sulla proteomica.

Guida bibliografica:
Appunti del docente e collegamenti a banche dati on line.

 

INTERAZIONE RADIAZIONE MATERIA E CENNI DI RADIOPROTEZIONE 

crediti 7

Prof. Maria Brai

Cenni di fisica atomica. La struttura molecolare e gli stati aggregati della materia. La radiazione elettromagnetica e l'emissione termica; termografia. Cenni di assorbimento ottico e spettrofotometria. I raggi X e la loro produzione. Cenni di fisica nucleare. La radioattivitą e la legge del decadimento radioattivo. Interazione particelle cariche materia. Interazione radiazione elettromagnetica materia. 
Fondamenti di radioprotezione. Grandezze e unitą di misura. Tecniche e strumentazione di misura in radioprotezione. 

Guida bibliografica:
A. Bartolotta, M. Brai, S. Basile, G. Bruno - Interazione Radiazione-Materia e cenni di radioprotezione.- Libreria Scientifica "G.F. Bragioli". Palermo, 2000

 

 

 

INFORMATICA MEDICA

crediti 7

Docenti e collaboratori della Cattedra di Fisica Medica

Esercitazioni in auletta informatica su: Elaboratori di testo, database, fogli elettronici, grafica pittorica e per oggetti, browser per web etc.Internet e le aree di interesse medico.
Applicazioni informatiche in medicina:elaborazione di segnali, elaborazioni delle immagini, supporti informatici.

Guida bibliografica:
M. Brai, G. D'Agostino - Introduzione all'informatica e all'utilizzo di Internet- Libreria Scientifica "G.F. Bragioli". Palermo, 2000

 

 

Agenda delle Lezioni
 
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Schema delle lezioni del CORSO INTEGRATO di FISICA
presso il Corso di Laurea di Medicina e Chirurgia. Universita' di Palermo.
 
Anno accademico 2001-2002

Docenti: Prof.ssa Maria Brai e Prof. Rosario N. Mantegna

Prima fase: Temi di Fisica

Data
Tipo
Docente
Argomento
Me 10/10/01
L
Brai
Introduzione al corso di Meccanica
Gi 11/10/01
L
Brai
Meccanica.
Ve 12/10/01
L
 Brai
Meccanica.
Lu 15/10/01
E
Mantegna
Esercitazione di Meccanica.
Me 17/10/01
L
 Brai
Meccanica.
Gi 18/10/01
L
 Mantegna
Meccanica.
Ve 19/11/00
L
 Brai
Meccanica.
Lu 22/10/01
E
  Mantegna
Esercitazioni di Meccanica.
Me 24/10/01
L
  Brai
Meccanica.
Gi 25/10/01
L
 Brai
Statica.
Ve 26/10/01
L
 Brai
Statica.
Lu 29/10/01
E
Mantegna
Esercitazione di meccanica.
Me 31/10/01
L
 Brai
Onde.
Ve 2/11/01
L
 Brai
Elettricita' e magnetismo.
Lu 5/11/01
E
 Mantegna
Esercitazioni di elettricita' e magnetismo.
Me 7/11/01
L
Brai
Elettricita' e magnetismo.
Gi 8/11/01
L
 Brai
Elettricita' e magnetismo.
Ve 9/11/01
L
Brai
Elettricita' e magnetismo.
Lu 12/11/01
E
Mantegna
Esercitazione di elettricita' e magnetismo.
Me 14/11/01
L
Brai
Elettricita' e magnetismo.
Gi 15/11/01
L
Brai
Elettricita' e magnetismo.
Ve 16/11/01
L
Brai
Elettricita' e magnetismo.

 

Seconda fase: Temi di Fisica Medica

Data
Tipo
Docente
Argomento
Me 21/11/01
L
Mantegna
Termodinamica.
Gi 22/11/01
L
Mantegna
Termodinamica.
Ve 23/11/01
L
 Mantegna
Termodinamica.
Lu 26/11/01
E
 Brai
Esercitazione di termodinamica.
Me 28/11/01
L
 Mantegna
Termodinamica.
Gi 29/11/01
L
 Mantegna
Termodinamica.
Ve 30/11/01
L
  Mantegna
Termodinamica.
Lu 3/12/01
E
Brai
Esercitazione di termodinamica.
Me 5/12/01
L
  Mantegna
Termodinamica.
Gi 6/12/01
L
   Mantegna
Termodinamica.
Ve 7/12/01
L
 Mantegna
Termodinamica.
Lu 10/12/01
E
 Brai
Esercitazione di termodinamica.
Me 12/12/01
L
 Mantegna
Idrostatica ed idrodinamica.
Gi 13/12/01
L
 Mantegna
Idrostatica ed idrodinamica.
Ve 14/12/01
L
 Mantegna
Idrostatica ed idrodinamica.
Lu 17/12/01
E
 Brai
Esercitazione di idrostatica ed idrodinamica.
Me 19/12/01
L
Mantegna
Idrostatica ed idrodinamica.
Gi 20/12/01
L
Mantegna
Idrostatica ed idrodinamica.
Ve 21/12/01
L
Mantegna
Idrostatica ed idrodinamica.
Lu 7/01/02
E
Brai
Esercitazione di Idrostatica ed idrodinamica.
Me 9/01/02
L
Mantegna
Idrostatica ed idrodinamica.
Gi 10/01/02
L
Mantegna
Idrostatica ed idrodinamica.
Ve 11/01/02
L
Mantegna
Cenni di interazione radiazione elettromagnetica e materia.

 

 

Crediti opzionali


Lezioni del credito opzionale di
``Interazione radiazione materia e cenni di radioprotezione''

(crediti 7-Docente Prof.ssa Brai):

 

Data
Ora
Argomento Lezione
Ma 27/11/01
14:00 - 17:00
Cenni di Fisica Atomica e molecolare.I raggi X e la loro produzione.
Ma 4/12/01
14:00 - 17:00
La radioattività e la legge del decadimento radioattivo.Interazione particelle cariche materia.Interazione radiazione elettromagnetiche ionizzanti materia.
Ma 11/12/01
14:00 - 17:00
Fondamenti di radioprotezione, dosimetria delle radiazioni.
Ma 18/12/01
14:00 - 17:00
Tecniche e strumentazioni di misura in radioprotezione.

 

 

Lezioni del credito opzionale di ``Applicazioni della fisica medica ai
fenomeni bioelettrici''(crediti 4-Docente Prof. Mantegna):

 

Data
Ora
Argomento Lezione
Gi 7/12/00
14:00 - 15:00
Soluzioni- Diffusione e Osmosi. Leggi di Fick.
Lu 18/12/00
14:00 - 15:00
Membrane semipermeabili e leggi di Van't Hoff.
Ma 19/12/00
14:00 - 15:00
Moto Browniano.
Gi 21/12/00
14:00 - 15:00
Equilibrio elettrochimico nelle soluzioni. Equazione di Nerst.
Ve 22/12/00
14:00 - 15:00
Lavoro di membrana e potenziale d'azione. Conduzione elettrica nell'assone.

 

 

Attivita' del credito opzionale di ``Informatica medica''
(crediti 4-Responsabile Prof.ssa Brai):

 

L'attivita' di informatica medica sara' svolta a gruppi di 15 studenti presso
l'
auletta informatica  della Facolta' di Medicina e Chirurgia  (Aule Nuove)
nei giorni di
Martedi', Mercoledi' e Giovedi' dalle ore  14.00 alle ore 17.00.
Per le prenotazioni contattare la segreteria della Prof.ssa Brai.

 

 

 

Ricevimento
 
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Ricevimento Studenti


Il Prof. Rosario N. Mantegna riceve gli studenti del Corso Integrato di Fisica del
Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia dell'Universita' di Palermo
il Mercoledi' dalle ore 17.00 alle ore 19.00. L'attivita' viene svolta presso il
Dipartimento di Fisica e Tecnologie Relative nei locali di Viale delle Scienze.