Fisica e propedeutica biofisica - introduzione biofisica

Presentazione del corso integrato di biofisica

Richiami di fisica - SUN Sede Caserta

a.a 2005-2006

Coordinatore: Prof. Ettore Bismuto

Programma del corso

1) Richiami di matematica elementare, meccanica e cenni di elettromagnetismo

2) Elasticità

Sforzo, deformazione e modulo di Young. Legge di Hooke. Elasticità di scorrimento e torsione. Applicazioni all’apparato muscolo-scheletrico.

3) Statica e dinamica dei fluidi

Pressione idrostatica. Principi di Stevino e di Archimede. Fenomeni di interfaccia: tensione superficiale e legge di Laplace. Embolia gassosa. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Viscosità. Adesione superficiale e capillarità. Aneurismi e stenosi.

Cenni di biofisica dei sistema circolatorio: visione d’insieme del sistema cardiovascolare. Il cuore come pompa. Flusso ematico e resistenza idraulica. Legge di Poiseuille. Vasi in serie ed in parallelo. Regimi idraulici laminare e turbolento. Numeri di Reynolds. Legge di Fick e diffusione transcapillare. Misurazione della pressione arteriosa. Legge di Stokes e sedimentazione. Applicazione alla velocità di eritrosedimentazione.

Cenni di funzione e struttura dell’apparato respiratorio. Richiamo sulle leggi dei gas. Gradiente pressorio fra atmosfera ed alveoli. Relazione pressione-volume nel sistema respiratorio. Teorema di Laplace e funzione alveolare. Il ruolo del sistema surfattante.

4) Acustica ed ottica geometrica

Fenomeni ondulatori. Interferenza e diffrazione. Onde stazionarie. Intensità sonora e scala decibel. Eco. Effetto Doppler. Fenomeni ondulatori: applicazione ai sistemi biologici e alla diagnostica medica dei fenomeni ondulatori (ecografia ed ecodoppler). Cenni di funzionamento dell’orecchio.

Ottica geometrica: Leggi di Snell, riflessione totale, fibre ottiche, specchi e diottri. Equazione della lente sottile. Difetti dell’occhio, il microscopio ottico.

5) Interazione luce-materia con radiazioni non ionizzanti

Fenomeni di assorbimento e legge di Lambert-Beer, emissione di fluorescenza. Applicazioni diagnostiche. Cenni di microscopia di fluorescenza confocale. Principi di funzionamento ed applicazioni della luce LASER.

6) Interazione della materia con radiazioni ionizzanti

Origine e produzione delle radiazioni X e interazione dei raggi X con la materia: diffusione semplice, effetto Compton, generazione di coppie; loro importanza relativa. Applicazioni diagnostiche dei raggi X e cenni sugli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti; applicazioni terapeutiche.

Libri di testo consigliati ed altre notizie

• Appunti dalle lezioni
• Pirola, Tallone: Fisica per studenti di medicina. Ed. Ermes.
• Walker: Fondamenti di Fisica. Ed. Zanichelli 2005.