Medicina e chirurgia HT

LUCA MARINO
LUCA MARINO
RICCARDO FACCINI
RICCARDO FACCINI

gli obiettivi formativi del corso di Fisica Medica sono un insieme di competenze specifiche che gli studenti dovrebbero acquisire al termine del corso. Questi risultati riflettono le conoscenze, le abilità e le competenze che gli studenti dovrebbero dimostrare nella disciplina della Fisica Medica.
1. Conoscenza dei fondamenti della Fisica: Gli studenti saranno in grado di dimostrare una conoscenza approfondita dei principi fondamentali della fisica, come la meccanica, l'elettromagnetismo, l'ottica e la termodinamica, e applicarli alla comprensione dei fenomeni fisici nel contesto medico.
2. Analisi critica e risoluzione dei problemi: Gli studenti svilupperanno la capacità di analizzare criticamente le situazioni e i problemi legati alla Fisica Medica, identificare le soluzioni appropriate e applicare metodi di risoluzione dei problemi.
3. Comunicazione e presentazione: Gli studenti acquisiranno abilità di comunicazione efficaci e saranno in grado di presentare in modo chiaro e coerente i concetti della Fisica Medica, sia in forma scritta che orale, utilizzando il linguaggio tecnico appropriato.
Questi risultati di apprendimento attesi forniscono una panoramica delle competenze chiave che gli studenti dovrebbero acquisire nel corso di Fisica Medica, consentendo loro di applicare con successo la fisica ai contesti medici e di contribuire al campo della salute e del benessere.

Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
1. apprendere in modo autonomo e cotinuo
2. aggiornare le proprie competenze e conoscenze
3. utilizzare la metodologia appresa nel corso per apprendere in modo autonomo e con1nuo
argomen1 di interesse per il percorso formativo

sono richieste conoscenze di matematica, fisica, chimica e biologia che rispondono alla preparazione promossa dalle is1tuzioni scolastiche che organizzano attività educative e didattiche coerenti con le Indicazioni nazionali per i licei e con le Linee guida per gli istituti tecnici e per gli istituti professionali

Unità didattica 1. Introduzione ai metodi della fisica (impegno didattico valutato in CFU= 0.25)
Interpretare elementi di base di matematica e fisica (grafici e formule). Risolvere operazioni tra vettori; eseguire conversioni tra unità di misura:
• - Notazione scientifica;
• - Grandezze fisiche, dimensione ed unità di misura, Sistema Internazionale delle unità di misura.
Conversioni tra unità di misura e stima ordine di grandezza. Grandezze estensive ed intensive.
Grandezze scalari e vettoriali.
• - Equazioni con variabili che rappresentano grandezze fisiche;
• - Funzioni trigonometriche elementari; grafici; concetto di derivata ed integrale.
• - Vettori: definizione, componenti, operazioni (esempi: somma, differenza, prodotto scalare e
prodotto vettoriale).

Unità didattica 2. Meccanica (impegno didattico valutato in CFU=1.5)
Descrivere e interpretare elementi di meccanica. Risolvere problemi ed esercizi numerici relativi alla meccanica:
• - cinematica del punto materiale: definizione di posizione e spostamento nel tempo. Concetto di traiettoria e legge oraria. Distinzione tra velocità media e velocità istantanea, tra accelerazione media e accelerazione istantanea. Studio dei moti rettilinei e curvilinei, con esempi significativi: moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato, caduta libera, moto parabolico. Descrizione qualitativa del moto circolare uniforme e del concetto di accelerazione centripeta. Introduzione al moto armonico, utile per comprendere fenomeni periodici semplici.
• - Dinamica del punto materiale: analisi delle interazioni tra corpi e formulazione dei tre principi della dinamica. Significato fisico del principio di inerzia e condizioni per l’equilibrio statico (prima legge). Legame tra forza risultante e accelerazione (seconda legge). Azione e reazione tra corpi in interazione (terza legge). Applicazione ai concetti di equilibrio traslazionale. Definizione di forza e principali esempi: forza peso, forza gravitazionale, forze di contatto e forza di attrito (statico e dinamico), tensione, forze elastiche e legge di Hooke per molle ideali.
• - Lavoro ed energia: concetto di lavoro meccanico come effetto di una forza applicata su un corpo. Definizione di potenza e relazione con il lavoro svolto in un intervallo di tempo. Teorema dell’energia cinetica. Lavoro e confronto tra forze conservative e forze non conservative. Definizione di energia potenziale. Esempi: energia potenziale gravitazionale ed energia potenziale elastica. Energia meccanica come somma di energia cinetica ed energia potenziale. Teorema di conservazione dell’energia meccanica nei sistemi ideali.
• - Quantità di moto: introduzione al concetto di quantità di moto e di impulso. Legame tra impulso e variazione della quantità di moto. Principio di conservazione della quantità di moto nei sistemi isolati. Applicazioni agli urti in una dimensione, con distinzione tra urti elastici e anelastici.
• - Sistemi di corpi: definizione di centro di massa e descrizione del suo moto, legge di Hooke generalizzata, modulo di Young e carico di rottura dei materiali.

Unità didattica 3. Meccanica dei fluidi (impegno didattico valutato in CFU= 1)
Descrivere e interpretare elementi di meccanica dei fluidi. Correlare i principi della fluidodinamica con i flussi, resistenze e pressioni fisiologiche nei sistemi biologici. Risolvere problemi ed esercizi numerici relativi alla meccanica dei fluidi:
• - Stati di aggregazione della materia: caratteristiche fondamentali dei fluidi rispetto ai solidi. Definizione di pressione e densità, e loro ruolo nel comportamento statico e dinamico dei fluidi.
• - Leggi dell'idrostatica: legge di Stevino per la pressione nei liquidi in funzione della profondità; principio di Pascal per la trasmissione della pressione nei fluidi incomprimibili; principio di Archimede per la spinta che un fluido esercita su un corpo immerso. Analisi delle condizioni di galleggiamento. Strumenti e metodi per la misura della pressione (esperimento di Torricelli, manometro).
• - Fluidi in movimento (idrodinamica): concetti di flusso e portata, distinzione tra moto stazionario e turbolento, con attenzione particolare al moto laminare. Equazione di continuità e conservazione della massa nei fluidi ideali. Teorema di Bernoulli e sua interpretazione in termini di conservazione dell'energia meccanica. Teorema di Torricelli. Applicazioni a situazioni fisiologiche (stenosi e aneurisma).
• - Fluidi reali e viscosità: analisi del moto laminare, profilo parabolico della velocità, concetto di gradiente di velocità. Legge di Poiseuille e resistenze idrauliche in serie e in parallelo.
• - Fenomeni di superficie: tensione superficiale e suoi effetti su piccole quantità di liquido. Fenomeni di capillarità e comportamento delle interfacce fluide, sia piane che curve. Pressione di curvatura e sua descrizione qualitativa mediante la legge di Laplace, con riferimento ai fenomeni osservabili in contesti biologici (ad esempio nei polmoni o nei capillari sanguigni).


Unità didattica 4. Onde Meccaniche (impegno didattico valutato in CFU= 0.5)
Descrivere ed interpretare elementi di onde meccaniche. Correlare i fenomeni ondulatori in ambito acustico. Risolvere problemi ed esercizi numerici relativi alle onde meccaniche:
• - Onde meccaniche: introduzione alla natura delle onde meccaniche come fenomeni di propagazione di energia e perturbazione attraverso un mezzo materiale. Concetto di oscillatore armonico come modello base di generazione di onde. Definizione di frequenza, periodo, pulsazione e lunghezza d’onda. Velocità di propagazione delle onde e relazione tra i parametri ondulatori. Equazione di propagazione per onde armoniche semplici. Descrizione del vettore d’onda. Esempi di onde monodimensionali: onde trasversali su una corda e onde longitudinali, come quelle sonore nei fluidi.
• - Principi di sovrapposizione e interferenza: sovrapposizione lineare di onde armoniche e formazione di interferenze costruttive e distruttive. Onde stazionarie: condizioni di formazione e significato fisico.
• - Energia trasportata dalle onde: concetto di energia associata a un’onda meccanica. Potenza trasportata da un’onda in un mezzo elastico. Intensità dell’onda come quantità fisica misurabile, legata all’energia trasportata per unità di area e di tempo.
• - Onde acustiche: propagazione del suono nei diversi mezzi materiali, con particolare attenzione alla velocità del suono in aria e in altri materiali. Relazione tra intensità acustica e percezione sonora. Definizione di livello di intensità sonora in decibel. Concetto di soglia uditiva e limiti di udibilità dell’orecchio umano.
• - Effetto Doppler: descrizione qualitativa e interpretazione del cambiamento apparente della frequenza percepita in funzione del moto relativo tra sorgente e osservatore.

Unità didattica 5. Termodinamica (impegno didattico valutato in CFU= 1)
Descrivere ed interpretare elementi di termodinamica. Risolvere problemi ed esercizi numerici relativi alla termodinamica:


• - Concetti fondamentali: definizione di sistema e ambiente. Variabili termodinamiche (pressione, volume, temperatura) e stato termodinamico. Funzioni di stato. Temperatura e sue scale di misura. Caratteristiche dei gas ideali, legge dei gas perfetti, costante universale dei gas. Gas reali: concetto di temperatura critica e deviazioni dal comportamento ideale. Energia interna e interpretazione microscopica basata sulla teoria cinetica dei gas.
• - Calore e capacità termica: scambi di energia sotto forma di calore. Definizione di capacità termica e calore specifico, con riferimento ai gas ideali. Fenomeni di cambiamento di stato fisico (fusione, evaporazione, condensazione), calore latente. Calorimetria e metodi sperimentali per la misura del calore scambiato.
• - Meccanismi di trasmissione del calore: conduzione termica, convezione e irraggiamento. Flusso di calore. Emissione termica, legge di Wien e potenza irraggiata. Esempi di trasmissione del calore.
• - Primo principio della termodinamica: definizione e significato fisico. Energia interna, calore e lavoro. Applicazione del primo principio alle trasformazioni termodinamiche. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Trasformazioni canoniche nei gas ideali: isoterma, isocora, isobara, adiabatica, con confronto qualitativo dei comportamenti.
• - Secondo principio della termodinamica: enunciati fondamentali e concetto di irreversibilità. Cicli termodinamici: definizione e funzionamento. Macchine termiche, rendimento, ciclo di Carnot. Entropia come funzione di stato, implicazioni macroscopiche e interpretazione statistica. Legame tra variazione dell’entropia e direzione naturale dei processi termodinamici.


Unità didatticata. Elettricità e magnetismo (impegno didattico valutato in CFU= 1.25)
Descrivere e interpretare elementi di elettricità e magnetismo. Comprendere i fenomeni elettrici e magnetici. Risolvere problemi ed esercizi numerici relativi agli elementi di elettricità e magnetismo:
• - Carica elettrica e interazioni: proprietà fondamentali della carica elettrica, unità di misura, conservazione della carica. Interazione tra cariche puntiformi e legge di Coulomb. Definizione di campo elettrico e rappresentazione tramite linee di forza. Campo generato da una carica puntiforme o da una distribuzione di più cariche puntiformi. Moto di una carica in un campo elettrico uniforme.
• - Legge di Gauss: flusso del campo elettrico attraverso una superficie chiusa. Applicazioni a distribuzioni simmetriche di carica: sfera conduttrice, piano uniformemente carico, filo carico in equilibrio elettrostatico.
• - Energia e potenziale elettrico: energia potenziale associata a una distribuzione di cariche. Definizione di potenziale elettrico e differenza di potenziale. Conservazione dell’energia per una carica in movimento in un campo elettrico. Dipolo elettrico e momento di dipolo.
• - Conduttori e dielettrici (isolanti): fenomeni di induzione elettrostatica e fenomeni di polarizzazione
• - Corrente elettrica: corrente continua, intensità di corrente, generatore elettrico e differenza di potenziale applicata. Conduzione nei conduttori ohmici. Leggi di Ohm, resistenza e resistività dei materiali. Potenza elettrica dissipata per effetto Joule. Combinazione di resistenze in serie e in parallelo.
• - Capacità e condensatori: concetto di capacità elettrica. Capacità del condensatore piano, effetto della presenza di un dielettrico. Energia immagazzinata in un condensatore carico. Collegamenti di condensatori in serie e in parallelo. Carica e scarica di un condensatore nel tempo.
• - Campo magnetico: origine del campo magnetico dalle correnti elettriche (Esperimento di Oerstedt). Forza di Lorentz su una carica in moto e su un filo percorso da corrente. Moto circolare di una carica elettrica in un campo magnetico uniforme. Momento torcente su una spira percorsa da corrente immersa in un campo magnetico uniforme. Momento di dipolo magnetico.
• - Legge di Biot-Savart: contributo infinitesimo al campo magnetico generato da una corrente. Esempi: filo rettilineo, spira circolare, solenoide ideale. Distribuzione del campo e orientamento.
• - Induzione elettromagnetica: variazione del flusso magnetico e generazione di forza elettromotrice. Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Correnti indotte e loro verso.
- Applicazioni: potenziali di membrana cellulare, depolarizzazione e ri-polarizzazione delle membrane cellulari.


Unità didattica 7. Radiazioni elettromagnetiche (impegno didattico valutato in CFU= 0.5)
Descrivere e interpretare elementi di radiazioni elettromagnetiche. Comprendere gli effetti delle radiazioni. Risolvere problemi ed esercizi numerici relativi agli elementi di radiazioni elettromagnetiche:
• - Radiazione elettromagnetica: natura ondulatoria delle onde elettromagnetiche come combinazione di campi elettrici e magnetici oscillanti perpendicolari tra loro; caratteristiche fondamentali come lunghezza d’onda, frequenza, velocità di propagazione nel vuoto e nei mezzi materiali, ampiezza e intensità dell’onda. Relazione tra intensità dell’onda e quantità di energia trasportata. Unità di misura principali.
• - Spettro della radiazione elettromagnetica: suddivisione dello spettro in regioni (onde radio, microonde, infrarosso, luce visibile, ultravioletto, raggi X, raggi gamma), ordine crescente di frequenza e decrescente di lunghezza d’onda.
• - Quantizzazione dell’energia: concetto di fotone come quanto di energia associato alla radiazione; relazione tra energia del fotone e frequenza. Interpretazione dell’effetto fotoelettrico e implicazioni sulla natura quantistica della radiazione. Assorbimento selettivo dei fotoni da parte di molecole biologiche.
• - Radioattività e decadimenti radioattivi: definizione di nucleo instabile, concetto di isotopi radioattivi. Tipi principali di decadimento (alfa, beta, gamma) e trasformazioni nucleari associate.
• - Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti: distinzione basata sull’energia trasportata dalla radiazione
rispetto all’energia di ionizzazione degli atomi. Esempi di radiazioni non ionizzanti (onde radio,
microonde, infrarosso) e ionizzanti (raggi X, raggi gamma).
• - Ottica: leggi della riflessione e della rifrazione della luce, concetto di indice di rifrazione, fenomeno
della dispersione. Proprietà delle lenti sottili: lenti convergenti e divergenti, formazione delle immagini reali e virtuali. Esempi: il microscopio.

R. A. Serway, J. W. Jewett Jr - Fondamenti di fisica – Edises
D. C. Giancoli - Fisica con fisica moderna - Casa Ed. Ambrosiana - Zanichelli
J. S. Walker – Fondamenti di Fisica – Pearson
A. Alessandrini - Fisica per le scienze della vita - Casa Ed. Ambrosiana – Zanichelli
D. Scannicchio - Fisica Generale e Biomedica – Edises

R. A. Serway, J. W. Jewett Jr - Fondamenti di fisica – Edises
D. C. Giancoli - Fisica con fisica moderna - Casa Ed. Ambrosiana - Zanichelli
J. S. Walker – Fondamenti di Fisica – Pearson
A. Alessandrini - Fisica per le scienze della vita - Casa Ed. Ambrosiana – Zanichelli
D. Scannicchio - Fisica Generale e Biomedica – Edises

Didattica in presenza ed in remporo via ZOOM

Obbligo di frequenza con app CINECA

Test ministeriale

non possibile fornire

• Unità dida6ca 1. Introduzione ai metodi della fisica (impegno dida6co valutato in CFU= 0.25)
  
  Interpretare elemen1 di base di matema1ca e fisica (grafici e formule). Risolvere operazioni tra ve?ori;
  eseguire conversioni tra unità di misura:
  
  
  -  Notazione scien1fica;
  
  
  -  Grandezze fisiche, dimensione ed unità di misura, Sistema Internazionale delle unità di misura.
  
  Conversioni tra unità di misura e s1ma ordine di grandezza. Grandezze estensive ed intensive.
  
  Grandezze scalari e ve?oriali.
  
  
  -  Equazioni con variabili che rappresentano grandezze fisiche;
  
  
  -  Funzioni trigonometriche elementari; grafici; conce?o di derivata ed integrale.
  
  
  -  Ve?ori: definizione, componen1, operazioni (esempi: somma, differenza, prodo?o scalare e
  
  prodo?o ve?oriale).


• Unità dida6ca 2. Meccanica (impegno dida6co valutato in CFU= 1.5)
  Descrivere e interpretare elemen1 di meccanica. Risolvere problemi ed esercizi numerici rela1vi alla
  meccanica:
  
  
  -  cinema1ca del punto materiale: definizione di posizione e spostamento nel tempo. Conce?o di
  traie?oria e legge oraria. Dis1nzione tra velocità media e velocità istantanea, tra accelerazione
  media e accelerazione istantanea. Studio dei mo1 re8linei e curvilinei, con esempi significa1vi:
  moto re8lineo uniforme, moto uniformemente accelerato, caduta libera, moto parabolico.
  Descrizione qualita1va del moto circolare uniforme e del conce?o di accelerazione centripeta.
  Introduzione al moto armonico, u1le per comprendere fenomeni periodici semplici.
  
  
  -  Dinamica del punto materiale: analisi delle interazioni tra corpi e formulazione dei tre principi della
  dinamica. Significato fisico del principio di inerzia e condizioni per l’equilibrio sta1co (prima legge).
  Legame tra forza risultante e accelerazione (seconda legge). Azione e reazione tra corpi in
  interazione (terza legge). Applicazione ai conce8 di equilibrio traslazionale. Definizione di forza e
  principali esempi: forza peso, forza gravitazionale, forze di conta?o e forza di a?rito (sta1co e
  dinamico), tensione, forze elas1che e legge di Hooke per molle ideali.
  
  
  -  Lavoro ed energia: conce?o di lavoro meccanico come effe?o di una forza applicata su un corpo.
  Definizione di potenza e relazione con il lavoro svolto in un intervallo di tempo. Teorema
  dell’energia cine1ca. Lavoro e confronto tra forze conserva1ve e forze non conserva1ve.
  Definizione di energia potenziale. Esempi: energia potenziale gravitazionale ed energia potenziale
  elas1ca. Energia meccanica come somma di energia cine1ca ed energia potenziale. Teorema di
  conservazione dell’energia meccanica nei sistemi ideali.
  
  
  -  Quan1tà di moto: introduzione al conce?o di quan1tà di moto e di impulso. Legame tra impulso
  e variazione della quan1tà di moto. Principio di conservazione della quan1tà di moto nei sistemi
  isola1. Applicazioni agli ur1 in una dimensione, con dis1nzione tra ur1 elas1ci e anelas1ci.
  
  
  -  Sistemi di corpi: definizione di centro di massa e descrizione del suo moto, legge di Hooke
  generalizzata, modulo di Young e carico di ro?ura dei materiali.


• Unità dida6ca 3. Meccanica dei fluidi (impegno dida6co valutato in CFU= 1)
  Descrivere e interpretare elemen1 di meccanica dei fluidi. Correlare i principi della fluidodinamica con i
  flussi, resistenze e pressioni fisiologiche nei sistemi biologici. Risolvere problemi ed esercizi numerici
  rela1vi alla meccanica dei fluidi:
  
  
  -  Sta1 di aggregazione della materia: cara?eris1che fondamentali dei fluidi rispe?o ai solidi.
  Definizione di pressione e densità, e loro ruolo nel comportamento sta1co e dinamico dei fluidi.
  
  
  -  Leggi dell'idrosta1ca: legge di Stevino per la pressione nei liquidi in funzione della profondità;
  principio di Pascal per la trasmissione della pressione nei fluidi incomprimibili; principio di
  Archimede per la spinta che un fluido esercita su un corpo immerso. Analisi delle condizioni di
  galleggiamento. Strumen1 e metodi per la misura della pressione (esperimento di Torricelli,
  manometro).
  
  
  -  Fluidi in movimento (idrodinamica): conce8 di flusso e portata, dis1nzione tra moto stazionario e
  turbolento, con a?enzione par1colare al moto laminare. Equazione di con1nuità e conservazione
  della massa nei fluidi ideali. Teorema di Bernoulli e sua interpretazione in termini di conservazione
  dell'energia meccanica. Teorema di Torricelli. Applicazioni a situazioni fisiologiche (stenosi e
  aneurisma).
  
  
  -  Fluidi reali e viscosità: analisi del moto laminare, profilo parabolico della velocità, conce?o di
  gradiente di velocità. Legge di Poiseuille e resistenze idrauliche in serie e in parallelo.
  
  
  -  Fenomeni di superficie: tensione superficiale e suoi effe8 su piccole quan1tà di liquido. Fenomeni
  di capillarità e comportamento delle interfacce fluide, sia piane che curve. Pressione di curvatura
  e sua descrizione qualita1va mediante la legge di Laplace, con riferimento ai fenomeni osservabili
  in contes1 biologici (ad esempio nei polmoni o nei capillari sanguigni).


• Unità dida6ca 4. Onde Meccaniche (impegno dida6co valutato in CFU= 0.5)
  Descrivere ed interpretare elemen1 di onde meccaniche. Correlare i fenomeni ondulatori in ambito
  acus1co. Risolvere problemi ed esercizi numerici rela1vi alle onde meccaniche:
  
  
  -  Onde meccaniche: introduzione alla natura delle onde meccaniche come fenomeni di
  propagazione di energia e perturbazione a?raverso un mezzo materiale. Conce?o di oscillatore
  armonico come modello base di generazione di onde. Definizione di frequenza, periodo,
  pulsazione e lunghezza d’onda. Velocità di propagazione delle onde e relazione tra i parametri
  ondulatori. Equazione di propagazione per onde armoniche semplici. Descrizione del ve?ore
  d’onda. Esempi di onde monodimensionali: onde trasversali su una corda e onde longitudinali,
  come quelle sonore nei fluidi.
  
  
  -  Principi di sovrapposizione e interferenza: sovrapposizione lineare di onde armoniche e
  formazione di interferenze costru8ve e distru8ve. Onde stazionarie: condizioni di formazione e
  significato fisico.
  
  
  -  Energia trasportata dalle onde: conce?o di energia associata a un’onda meccanica. Potenza
  trasportata da un’onda in un mezzo elas1co. Intensità dell’onda come quan1tà fisica misurabile,
  legata all’energia trasportata per unità di area e di tempo.
  
  
  -  Onde acus1che: propagazione del suono nei diversi mezzi materiali, con par1colare a?enzione alla
  velocità del suono in aria e in altri materiali. Relazione tra intensità acus1ca e percezione sonora.
  Definizione di livello di intensità sonora in decibel. Conce?o di soglia udi1va e limi1 di udibilità
  dell’orecchio umano.
  
  
  -  Effe?o Doppler: descrizione qualita1va e interpretazione del cambiamento apparente della
  frequenza percepita in funzione del moto rela1vo tra sorgente e osservatore.


• Unità dida6ca 5. Termodinamica (impegno dida6co valutato in CFU= 1)
  Descrivere ed interpretare elemen1 di termodinamica. Risolvere problemi ed esercizi numerici rela1vi
  alla termodinamica:
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Conce8 fondamentali: definizione di sistema e ambiente. Variabili termodinamiche (pressione,
  volume, temperatura) e stato termodinamico. Funzioni di stato. Temperatura e sue scale di
  misura. Cara?eris1che dei gas ideali, legge dei gas perfe8, costante universale dei gas. Gas reali:
  conce?o di temperatura cri1ca e deviazioni dal comportamento ideale. Energia interna e
  interpretazione microscopica basata sulla teoria cine1ca dei gas.
  
  
  -  Calore e capacità termica: scambi di energia so?o forma di calore. Definizione di capacità termica
  e calore specifico, con riferimento ai gas ideali. Fenomeni di cambiamento di stato fisico (fusione,
  evaporazione, condensazione), calore latente. Calorimetria e metodi sperimentali per la misura
  del calore scambiato.
  
  
  -  Meccanismi di trasmissione del calore: conduzione termica, convezione e irraggiamento. Flusso di
  calore. Emissione termica, legge di Wien e potenza irraggiata. Esempi di trasmissione del calore.
  
  
  -  Primo principio della termodinamica: definizione e significato fisico. Energia interna, calore e
  lavoro. Applicazione del primo principio alle trasformazioni termodinamiche. Trasformazioni
  reversibili e irreversibili. Trasformazioni canoniche nei gas ideali: isoterma, isocora, isobara,
  adiaba1ca, con confronto qualita1vo dei comportamen1.
  
  
  -  Secondo principio della termodinamica: enuncia1 fondamentali e conce?o di irreversibilità. Cicli
  termodinamici: definizione e funzionamento. Macchine termiche, rendimento, ciclo di Carnot.
  Entropia come funzione di stato, implicazioni macroscopiche e interpretazione sta1s1ca. Legame
  tra variazione dell’entropia e direzione naturale dei processi termodinamici.


• Unità dida6ca 6. Ele3ricità e magne3smo (impegno dida6co valutato in CFU= 1.25)
  Descrivere e interpretare elemen1 di ele?ricità e magne1smo. Comprendere i fenomeni ele?rici e
  magne1ci. Risolvere problemi ed esercizi numerici rela1vi agli elemen1 di ele?ricità e magne1smo:
  
  
  -  Carica ele?rica e interazioni: proprietà fondamentali della carica ele?rica, unità di misura,
  conservazione della carica. Interazione tra cariche pun1formi e legge di Coulomb. Definizione di
  campo ele?rico e rappresentazione tramite linee di forza. Campo generato da una carica
  pun1forme o da una distribuzione di più cariche pun1formi. Moto di una carica in un campo
  ele?rico uniforme.
  
  
  -  Legge di Gauss: flusso del campo ele?rico a?raverso una superficie chiusa. Applicazioni a
  distribuzioni simmetriche di carica: sfera condu?rice, piano uniformemente carico, filo carico in
  equilibrio ele?rosta1co.
  
  
  -  Energia e potenziale ele?rico: energia potenziale associata a una distribuzione di cariche.
  Definizione di potenziale ele?rico e differenza di potenziale. Conservazione dell’energia per una
  carica in movimento in un campo ele?rico. Dipolo ele?rico e momento di dipolo.
  
  
  -  Condu?ori e diele?rici (isolan1): fenomeni di induzione ele?rosta1ca e fenomeni di
  polarizzazione
  
  
  -  Corrente ele?rica: corrente con1nua, intensità di corrente, generatore ele?rico e differenza di
  potenziale applicata. Conduzione nei condu?ori ohmici. Leggi di Ohm, resistenza e resis1vità dei
  materiali. Potenza ele?rica dissipata per effe?o Joule. Combinazione di resistenze in serie e in
  parallelo.
  
  
  -  Capacità e condensatori: conce?o di capacità ele?rica. Capacità del condensatore piano, effe?o
  della presenza di un diele?rico. Energia immagazzinata in un condensatore carico. Collegamen1
  di condensatori in serie e in parallelo. Carica e scarica di un condensatore nel tempo.
  
  
  -  Campo magne1co: origine del campo magne1co dalle corren1 ele?riche (Esperimento di
  Oerstedt). Forza di Lorentz su una carica in moto e su un filo percorso da corrente. Moto circolare
  di una carica ele?rica in un campo magne1co uniforme. Momento torcente su una spira percorsa
  da corrente immersa in un campo magne1co uniforme. Momento di dipolo magne1co.
  
  
  -  Legge di Biot-Savart: contributo infinitesimo al campo magne1co generato da una corrente.
  Esempi: filo re8lineo, spira circolare, solenoide ideale. Distribuzione del campo e orientamento.
  
  
  -  Induzione ele?romagne1ca: variazione del flusso magne1co e generazione di forza ele?romotrice.
  Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Corren1 indo?e e loro verso.


• Unità dida6ca 7. Radiazioni ele3romagne3che (impegno dida6co valutato in CFU= 0.5)
  Descrivere e interpretare elemen1 di radiazioni ele?romagne1che. Comprendere gli effe8 delle
  radiazioni. Risolvere problemi ed esercizi numerici rela1vi agli elemen1 di radiazioni ele?romagne1che:
  
  
  -  Radiazione ele?romagne1ca: natura ondulatoria delle onde ele?romagne1che come
  combinazione di campi ele?rici e magne1ci oscillan1 perpendicolari tra loro; cara?eris1che
  fondamentali come lunghezza d’onda, frequenza, velocità di propagazione nel vuoto e nei mezzi
  materiali, ampiezza e intensità dell’onda. Relazione tra intensità dell’onda e quan1tà di energia
  trasportata. Unità di misura principali.
  
  
  -  Spe?ro della radiazione ele?romagne1ca: suddivisione dello spe?ro in regioni (onde radio,
  microonde, infrarosso, luce visibile, ultraviole?o, raggi X, raggi gamma), ordine crescente di
  frequenza e decrescente di lunghezza d’onda.
  
  
  -  Quan1zzazione dell’energia: conce?o di fotone come quanto di energia associato alla radiazione;
  relazione tra energia del fotone e frequenza. Interpretazione dell’effe?o fotoele?rico e
  implicazioni sulla natura quan1s1ca della radiazione. Assorbimento sele8vo dei fotoni da parte di
  molecole biologiche.
  
  
  -  Radioa8vità e decadimen1 radioa8vi: definizione di nucleo instabile, conce?o di isotopi
  radioa8vi. Tipi principali di decadimento (alfa, beta, gamma) e trasformazioni nucleari associate.
  
  
  -  Radiazioni ionizzan1 e non ionizzan1: dis1nzione basata sull’energia trasportata dalla radiazione
  
  rispe?o all’energia di ionizzazione degli atomi. Esempi di radiazioni non ionizzan1 (onde radio,
  
  microonde, infrarosso) e ionizzan1 (raggi X, raggi gamma).
  
  
  -  O8ca: leggi della riflessione e della rifrazione della luce, conce?o di indice di rifrazione, fenomeno
  
  della dispersione. Proprietà delle len1 so8li: len1 convergen1 e divergen1, formazione delle
  immagini reali e virtuali. Esempi: il microscopio.