Insegnamenti

Seleziona l'Anno Accademico:     2016/2017 2017/2018 2018/2019 2019/2020 2020/2021 2021/2022
Docente
MATTEO CECCARELLI (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

Conoscenza e capacità di comprensione:
Il Corso si propone di fornire la conoscenza delle leggi fondamentali della Fisica di base e la capacità di comprenderle nella spiegazione dei principali fenomeni di interesse biologico e medico, per acquisire gli strumenti necessari a spiegare il funzionamento dell’organismo umano e le cause dei suoi comportamenti patologici. Fornisce le basi per comprendere la strumentazione e i metodi di indagine usati in medicina.

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

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. Saper valutare i principi fisici che stanno alla base di certi meccanismi fisiologici e la loro rilevanza ai fini diagnostici. Acquisire capacità di valutare criticamente i modelli fisici utilizzati, individuandone i limiti descrittivi e i vantaggi operativi.

Abilità 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
Proprieta' 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.
Applicazioni in campo medico: l'udito e gli ultrasuoni; l’occhio ed i suoi principali difetti, l'ingrandimento ed il potere risolutivo degli strumenti ottici.

Metodi Didattici

Lezioni frontali e soluzione di problemi in aula; tutoraggi su problemi proposti dai docenti. I problemi prevedono la partecipazione attiva degli studenti.
La partecipazione ad almeno il 70% delle attivita previste e’ obbligatoria.
Alcune attivita potranno essere tenute online.

Verifica dell'apprendimento

−1 test scritto d’esame obbligatorio sugli argomenti di Fisica di base, costituito da 4 esercizi, 2 sulla prima parte (meccanica, fluidi, termodinamica) e 2 sulla seconda parte (elettrostatica, circuiti, ottica e lenti).
−2 prove scritte in itinere sugli argomenti di Fisica di base alternative al test d’esame di cui al punto precedente, costituiti da 3 esercizi per ogni parte di programma.
−1 prova orale obbligatoria sugli argomenti di Fisica svolti a lezione a completamento della parte scritta, costituita da 2 domande sulla parte di fisica medica.

Ai compiti scritti viene attribuito un giudizio. La prova è superata se si consegue almeno la votazione di 18/30. Sono valutate (i) la conoscenza degli argomenti del corso, (ii) le capacità di collegamento tra argomenti diversi, (iii) abilità matematiche e di ragionamento, (iv) la capacità di espressione, sintesi e l’uso di terminologia appropriate.

Lo studente dovrà discutere sugli argomenti proposti dal docente avvalendosi, ove necessario, anche di schemi e rappresentazioni grafiche/funzioni matematiche.

Il voto finale tiene conto di:
qualità delle conoscenze, abilità matematiche, competenze possedute e/o manifestate:
a) appropriatezza, correttezza e congruenza delle conoscenze
b) appropriatezza, correttezza e congruenza delle abilità
c) appropriatezza, correttezza e congruenza delle competenze

Modalità espositiva:
a) Capacità espressiva e di sintesi;
b) Utilizzo appropriato del linguaggio specifico della disciplina;
c) Capacità logiche e consequenzialità nel raccordo dei contenuti;

Il giudizio può essere:
a) Sufficiente (da 18 a 20)
Il candidato dimostra poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune, capacità espressive modeste, ma sufficienti a sostenere un dialogo coerente; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di livello elementare; scarsa capacità di sintesi e di espressione grafica; scarsa 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; capacità espressive piú che sufficienti a sostenere un dialogo coerente; accettabile padronanza del linguaggio scientifico; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli 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 piuttosto ampio, moderato approfondimento, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico; capacità dialogica e spirito critico ben rilevabili; buona capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piú che accettabile.
d) Ottimo (da 27 a 29)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso, ben approfondito, con lacune marginali; notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; notevole capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica; elevate capacità di sintesi e di espressione grafica.
e) Eccellente (30)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso e approfondito, eventuali lacune irrilevanti; elevate capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; ottima capacità dialogica, spiccata attitudine a effettuare collegamenti tra argomenti diversi; ottima capacità di sintesi e 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:
D. Scannicchio: Fisica Biomedica (EdiSES, Napoli 2009)*.
J.S. Walker: Fondamenti di Fisica (Zanichelli, Bologna, 2005)

Altre Informazioni

Ricevimento previo appuntamento da fissare via e-mail.

Contatti:
− M. Ceccarelli, Dipartimento di Fisica – Cittadella Universitaria di Monserrato
matteo.ceccarelli@dsf.unica.it


1. testi delle prove scritte di esame disponibili sulla pagina personale del docente
2. le lezioni sono tenute in italiano.

Questionario e social

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