Insegnamenti

Seleziona l'Anno Accademico:     2016/2017 2017/2018 2018/2019 2019/2020 2020/2021 2021/2022
Docente
PAOLO RUGGERONE (Tit.)
Periodo
Primo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[40/39]  MEDICINA E CHIRURGIA [39/00 - Ord. 2020]  PERCORSO COMUNE 5 50
[40/40]  ODONTOIATRIA E PROTESI DENTARIA [40/00 - Ord. 2018]  PERCORSO COMUNE 5 50

Obiettivi

Conoscenze
Il Corso fornisce la conoscenza delle leggi della Fisica di base e la capacità di applicarle alla spiegazione di fenomeni di interesse biomedico, oltre ai fondamenti per comprendere la strumentazione e i metodi di indagine usati in medicina.

Capacità
Saper analizzare e spiegare i principali processi biofisici dell’organismo umano attraverso l’uso delle leggi della fisica di base (sistema cardiocircolatorio, respirazione, articolazioni, scambi energetici, assorbimento radiazioni). Saper usare le leggi della fisica in problemi elementari di fisica.

Autonomia di giudizio
Sviluppo della capacità di autonomia attraverso l’abitudine ad applicare i concetti e le tecniche della fisica di base a problemi di natura biologica e biomedica. Acquisire capacità di valutare criticamente i modelli fisici utilizzati, individuandone i limiti descrittivi e i vantaggi operativi.

Abilita comunicative
Capacità di descrivere correttamente i principi fisici alla base di un fenomeno di natura biomedica e biologica, presentando in modo chiaro e rigoroso il modello ipotizzato, il procedimento matematico utilizzato e i risultati ottenuti. Saper comunicare gli argomenti con un linguaggio scientifico moderno.

Capacità di apprendimento
Capacità di approfondire, non in forma nozionistica ma con approccio critico e quantitativamente fondato, i concetti esposti durante il corso, anche tramite lo studio su testi diversi.

Prerequisiti

MATEMATICA E FISICA ELEMENTARI (come dai programmi delle Scuole Superiori)
Grandezze fisiche fondamentali e Sistemi di Unità di Misura. Cinematica e Dinamica del punto materiale; lavoro ed energia. Statica dei fluidi. Termologia, leggi dei gas, I e II principio della termodinamica. Fenomeni acustici e ottici elementari (riflessione, rifrazione, lenti sottili e specchi). Basi di Elettrostatica ed Elettrodinamica: legge di Coulomb, campo e potenziale elettrico, condensatori, circuiti elettrici elementari, correnti continue, resistenze elettriche, effetto Joule, generatori.
Numeri naturali, interi, razionali, reali ed operazioni fra di essi. Ordini di grandezza e notazione scientifica; proporzioni e percentuali. Potenze con esponente intero, razionale e loro proprietà. Logaritmi (in base 10 e in base e) e loro proprietà. Espressioni algebriche, polinomi; Equazioni e disequazioni algebriche di primo e secondo grado; sistemi di equazioni. Funzioni e loro rappresentazioni grafiche.
Poligoni, circonferenze e cerchi, sfere e superfici sferiche. Misura degli angoli in gradi e radianti. Seno, coseno, tangente di un angolo, equazioni trigonometriche, applicazione ai triangoli rettangoli. Coordinate cartesiane nel piano e nello spazio; equazione della retta.
Concetto di probabilità, frequenza, valori medi.

Contenuti

1. FISICA DI BASE
Accenni alla matematica e fisica elementari (vedere prerequisiti). Significato geometrico di derivate e integrali e loro uso in fisica. Prodotto scalare e prodotto vettore e loro uso in fisica.

2. MECCANICA DEI CORPI RIGIDI E MECCANICA DEI FLUIDI
Corpi rigidi: equilibrio, cenni ai moti traslatori e rotatori; le leve nello studio del corpo umano. Cenni ai corpi deformabili ed alle fratture.
Dinamica dei fluidi perfetti. Dinamica dei fluidi reali sia in regime laminare che in regime vorticoso. Resistenze idrauliche. Elementi sulla circolazione e sul lavoro del cuore.

3. FISICA DELLE SUPERFICIE E DELLE MEMBRANE
Fenomeni dovuti alla tensione superficiale. Basi fisiche della circolazione e della respirazione.
Diffusione ed osmosi.

4. TERMODINAMICA
Energia interna ed entalpia. Cicli termodinamici, macchine termiche, rendimento. Entropia; energia libera, lavoro utile; evoluzione spontanea dei sistemi.

5. FENOMENI ELETTRICI E MAGNETICI
Proprietà dei conduttori e degli isolanti. Processi di carica e scarica dei condensatori.
Cenni ai campi magnetici generati dalle correnti o da magneti permanenti. Effetti del campo magnetico sulle correnti e sulle cariche in moto. Fenomeni dovuti all'induzione elettromagnetica ed all' autoinduzione.

6. FENOMENI ONDULATORI,
Propagazione delle onde con esempi sulle onde elastiche, le onde sonore e le onde elettromagnetiche. Onde stazionarie. Effetto Doppler. Oltre l'ottica geometrica: ottica ondulatoria.
L'udito e gli ultrasuoni. L’occhio ed i suoi principali difetti, Ingrandimento e potere risolutivo degli strumenti ottici. Sistemi ottici per la correzione dei principali difetti della vista, sistemi a ultrasuoni per la diagnostica e la terapia.

Metodi Didattici

Lezioni frontali, esercitazioni, test “in itinere” in classe e a casa di autovalutazione.
Come già accennato, la lezione frontale prevede diverse fasi di coinvolgimento degli studenti. In particolare il riassunto delle lezione precedente viene discusso dagli studenti divisi in gruppo, dopodiché un gruppo illustrerà le sue conclusioni sottoponendole all’esame degli altri gruppi e del docente. Tutta l’operazione occupa in media i primi 5-7 minuti della lezione. Durante la lezione verranno sottoposti quesiti o brevi problemi, la cui risposta sarà elaborata dai singoli studenti o in gruppo.
Gli studenti ricevono circa ogni 10 giorni una prova da svolgere a casa, la cui valutazione, se sufficiente, contribuisce al voto finale.
Circa 10 ore sono previste come esercitazioni, anche se ogni tematica prevede la discussione di esempi.

La didattica verrà erogata prevalentemente in presenza, integrata e “aumentata” con strategie online, allo scopo di garantirne la fruizione in modo innovativo e inclusivo.

Verifica dell'apprendimento

La procedura di valutazione si basa su
- un test scritto d’esame obbligatorio sugli argomenti di Fisica di base; la valutazione in tale test, a discrezione della commissione, può precludere l'ammissione alla successiva prova orale;
-due prove scritte in itinere sugli argomenti di fisica di base, alternative al test d’esame di cui al punto precedente,
-una prova orale obbligatoria sugli argomenti di fisica svolti a lezione a completamento della parte scritta.

Il voto complessivo in 30mi tiene conto di:

Qualità delle conoscenze, abilità matematiche, competenze possedute e/o dimostrate:
a) appropriatezza, correttezza e congruenza delle conoscenze
b) appropriatezza, correttezza e congruenza delle abilità
c) appropriatezza, correttezza e congruenza delle competenze

Qualità espositiva:
a) Capacità espressiva;
b) Utilizzo opportuno del linguaggio specifico della disciplina;
c) Capacità logiche e di collegare differenti argomenti trovando i punti comuni e istituire un disegno generale coerente, ossia curando struttura, organizzazione e connessioni logiche del discorso espositivo;
d) Capacità di sintesi.

Il giudizio può essere:
a) Sufficiente (da 18 a 20/30)
Il candidato dimostra poche nozioni acquisite, molte lacune, capacità espressive modeste, ma sufficienti a sostenere un dialogo coerente; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di livello superficiale; limitata capacità di sintesi e di espressione grafica; poca interazione con il docente durate il colloquio.
b) Discreto (da 21 a 23)
Il candidato dimostra discreta acquisizione di nozioni, ma scarso approfondimento, poche lacune; abilità espressive più che sufficienti per un dialogo coerente; accettabile padronanza del linguaggio scientifico; capacità logiche e consequenzialità nel stabilire connessioni fra argomenti di moderata complessità; più che sufficiente capacità di sintesi e di espressione grafica.
c) Buono (da 24 a 26)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni abbastanza approfondito, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e buona padronanza del linguaggio scientifico; capacità dialogica e spirito critico ben caratterizzabili; buone capacità di sintesi e abilità di espressione grafica.
d) Ottimo (da 27 a 29)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto ampio, ben approfondito, con poche lacune marginali; notevoli capacità espressive e padronanza del linguaggio scientifico; elevata capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine ad identificare connessioni fra argomenti differenti; elevate capacità di sintesi e di espressione grafica.
e) Eccellente (30)
Accanto ad un bagaglio di nozioni molto esteso e ugualmente approfondito il candidato dimostra elevate capacità espressive e notevole padronanza del linguaggio scientifico; eventuali lacune di scarso impatto; ottima capacità dialogica e di sintesi, spiccata attitudine a effettuare collegamenti tra argomenti diversi; grande dimestichezza con l’espressione grafica.
La lode si attribuisce a candidati nettamente sopra la media, e i cui eventuali limiti nozionistici, espressivi, concettuali, logici risultino nel complesso del tutto irrilevanti.

ISTRUZIONI PER GLI ESAMI
Le iscrizioni all’esame avvengono mediante procedura telematica (ESSE3).

Testi

Gli argomenti svolti nel corso sono sostanzialmente sviluppati in qualsiasi testo universitario destinato a studenti di Medicina o Biologia. Normalmente tali testi contengono anche richiami ai principi fondamentali della Fisica e della Matematica elementari.
In particolare possono essere utilmente utilizzati:
G. Bellini, R. Cerbino, G. Manuzio: Fisica per medicina con applicazione fisiologiche, diagnostiche e terapeutiche (Piccin-Nuova Libreria 2018)*;
D. Scannicchio: Fisica Biomedica (EdiSES, Napoli 2009)*.
J.S. Walker: Fondamenti di Fisica (Zanichelli, Bologna, 2005)
U. Gasparini, M. Margoni, F. Simonetto: Fisica, vol. 1 e 2 (Piccin, Padova, 2020)

Altre Informazioni

Ricevimento previo appuntamento da fissare via e-mail.

Contatti:
P. Ruggerone, Dipartimento di Fisica – Cittadella Universitaria di Monserrato
paolo.ruggerone@dsf.unica.it

1. Prove scritte di esame scaricabili dalla pagina personale del docente;
2. Lezioni tenute in italiano.

Questionario e social

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