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Oggetto:
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Fisica

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Physics

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Anno accademico 2017/2018

Codice dell'attività didattica
INT0639
Docente
Prof. Vincenzo Monaco (Titolare del corso)
Insegnamento integrato
Corso di studi
Laurea Triennale in Biotecnologie
Anno
1° anno
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
5
SSD dell'attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Prerequisiti

Basi di matematica e nozioni di base di fisica dalle scuole superiori

Foundations of mathematics and basic notions of physics from secondary schools.

Oggetto:

Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Lo studente dovrà acquisire la conoscenza dell’insieme delle grandezze e delle leggi fisiche necessarie per una ragionevole comprensione della fenomenologia fisica presente nelle materie che sono oggetto di studio nel corso di laurea.

The student must acquire the knowledge of the physical quantities and laws necessary for understanding the following classes of this degree course. 

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell’insegnamento lo Studente dovra’ essere in grado di

  •  gestire l'impostazione analitica di un problema di Fisica e di risolverne i calcoli
  • discutere con terminologia appropriata la fenomenologia fisica e le applicazioni oggetto del programma

At the end of the class the student must prove:

  • to be able to approach a physical problem in an analytical form and solve it numerically.
  • to be able to discuss with proper terminology the physical phenomenology and applications discussed in this class. 

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Modalità di insegnamento

Lezioni frontali.

Lectures

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

Prova scritta, consistente in 6 problemi, ciascuno con 2-3 domande, da risolvere per esteso . Prova orale consistente in 3 domande, una delle quali su un argomento a scelta dello studente. Il voto finale (in trentesimi) e’ la media del voto della prova scritta e della prova orale.

Written test, with 6  problems to be solved, each problem consisting of 2 or 3 questions. Oral colloquium on three arguments, of which one is chosen by the student. The final grade is the mean of the written test and the oral colloquium.   

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Programma

  1. Introduzione. Grandezze fisiche. Sistemi di unità di misura. Analisi dimensionale. Cifre significative. Conversioni. Calcoli con gli ordini di grandezza.
  2. Cinematica unidimensionale. Moti accelerati e gravità.
  3. I vettori
  4. Cinematica bidimensionale.
  5. Forze, leggi del moto di Newton.  
  6. Lavoro ed energia. Principio di conservazione dell’energia e applicazioni in meccanica.
  7. Liquidi (1). Densità e pressione.Liquidi ideali: teorema di Bernoulli  e sue applicazioni. Aneurisma e stenosi. 
  8. Liquidi (2). Liquidi reali: moto laminare e turbolento. Viscosità. Formula di Hagen-Poiseuille. Resistenza idrodinamica. 
  9. Fenomeni molecolari. Forze di coesione e tensione superficiale. Tensione elastica di una membrana e legge di Laplace (goccia e bolla liquida). Embolia gassosa. Fenomeni di capillarità. 
  10. Termodinamica. Energia interna, temperatura, calore. I gas perfetti: teoria cinetica dei gas. 
  11. 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. 
  12. Fenomeni elettrici (1). La carica elettrica. Conduttori e isolanti. La legge di Coulomb. Il campo elettrico. Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico. 
  13. Fenomeni elettrici (2). 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. 
  14. Magnetismo. Il campo magnetico. La forza di Lorentz e il moto di una particella carica in campo magnetico. Il ciclotrone.
  15. Onde. Proprietà generali.Onde elettromagnetiche e loro spettro. Fotoni e costante di Planck. 
  16. Ottica. Riflessione, rifrazione e dispersione. L’occhio umano. Lenti sottili. Interferenza. Diffrazione. Diffrazione dei raggi X.
  17. Le radiazioni in Medicina (raggi X). I raggi X e loro produzione (tubo di Coolidge). 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.
  18. Il nucleo e radiazioni nucleari. Stabilita’ dei nuclei. Decadimenti nucleari alpha, beta, gamma. Attivita’. Uso di radioisotopi in diagnostica medica.

  1. Introduction. Physical quantities. Measurement units. Dimensional analysis. Significant digits. Conversions. Order of magnitudes.
  2. Unidimensional kinematics. Accelerated motions and gravity.
  3. Vectors
  4. 2-dimensional kinematics.
  5. Forces, Newton’s laws.
  6. Work and energy. Conservation of energy and applications in mechanics.
  7. Liquids (I). Density and pressure. Ideal liquids: Bernoulli’s theorem and applications (aneurism, stenosis)
  8. Liquids (II). Real liquids: laminar and turbulent motion. Viscosity and Hagen-Poiseuille law. Hydrodynamic resistance.
  9. Molecular phenomena: Cohesion forces and superficial tension. Elastic tension of a membrane and Laplace’s law (drop and liquid bubble). Gaseous embolism. Capillarity.
  10. Thermodynamics. Internal energy, temperature, heat. Perfect gases: kinetic theory of gases.
  11. Diffusion and osmosis. Membranes in biological systems. Free diffusion and first Flick’s law.  Semi-permeable membranes and osmotic pressure. Osmotic equilibrium (Van’t Hoff laws). Isotonic solutions.
  12. Electrical phenomena (1). Electric charge. Conductors and insulators. Coulomb’s law. Electric field. Electrostatic potential.
  13. Electrical phenomena (2). Parallel plate capacitor. Electrical current and Ohm’s law. Resistors and capacitors in series and parallel. Thermic effect of electrical current.
  14. Magnetism. Magnetic field. Lorentz force and motion of a charged particle in a magnetic field. The cyclotron.
  15. Waves. General properties. Acoustic waves. Electromagnetic waves and their spectrum. Photons and Plank’s constant.
  16. Optics. Reflection, refraction and dispersion. The human eye. Lenses. Interference. Diffraction. Diffraction of X-rays.
  17. Radiations in medicine (X-rays). X-rays and their production (Coolidge tube) Interaction of X-rays with matter: photoelectric and Compton effects. Attenuation of X-rays and absorption coefficients. X-rays in diagnostics: the radiological image.
  18. The nucleus and nuclear radiations. Nuclear stability. Alpha, beta, gamma nuclear decays. Activity. Radioisotopes in medical diagnostics.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

  • J.S.Walker, Fondamenti di Fisica, Pearson (V ed.)
  • D. Giancoli, Fisica, CEA (II ed.)
  • A. Giambattista, Fisica generale, McGraw-Hill (II ed.)
  • J.Kane M.Sternheim, Fisica applicata, EMSI
  • D. Scannicchio, Fisica biomedica, Edises (III ed.)
  • R.Serway J.Jewett, Principi di Fisica, EdiSES (V ed.)
  • J.Walker, Halliday, Resnik, Fondamenti di Fisica, CEA (VII ed.)

  • J.S.Walker, Fondamenti di Fisica, Pearson (V ed.)
  • D. Giancoli, Fisica, CEA (II ed.)
  • A. Giambattista, Fisica generale, McGraw-Hill (II ed.)
  • J.Kane M.Sternheim, Fisica applicata, EMSI
  • D. Scannicchio, Fisica biomedica, Edises (III ed.)
  • R.Serway J.Jewett, Principi di Fisica, EdiSES (V ed.)
  • J.Walker, Halliday, Resnik, Fondamenti di Fisica, CEA (VII ed.)  


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Ultimo aggiornamento: 02/03/2017 15:37
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