Obiettivi formativi dell’insegnamento

L’insegnamento intende fornire allo studente:

-       la conoscenza delle basi dei fenomeni fisici più rilevanti per la comprensione delle metodologie attualmente in uso in diagnostica per immagini e radioterapia;

-       i principi e le leggi generali della fisica rivolta agli effetti biologici e fisiologici legati alle radiazioni e la capacità di descrivere i fenomeni fisici attraverso il linguaggio matematico;

-       la comprensione del linguaggio e della metodologia propria della statistica descrittiva e dell’epidemiologia;

-       la capacità di leggere ed interpretare i risultati della ricerca documentati dalla letteratura utilizzando il linguaggio della metodologia statistica;

-       la capacità di analizzare criticamente i risultati della ricerca sulla base degli obiettivi e del disegno di studio adottato, dei bias o confondimenti, della precisione ed accuratezza degli strumenti di misura adottati, della validità interna ed esterna dei risultati documentati.

• Modulo: Fisica di base

SSD FIS/07

Docente: Corazza Alessandra

Obiettivi

Compito del corso di Fisica di base è quello di fornire allo studente elementi delle scienze fisiche che sono alla base del nostro sapere. Tali conoscenze sono propedeutiche alle materie che verranno affrontate successivamente nel corso di laurea e devono fornire i mezzi per potere comprendere i concetti tecnicamente più evoluti della tecniche di radiologia. Lo studente dovrà acquisire la conoscenza di base della fisica classica (Meccanica, elettromagnetismo e fenomeni ondulatori) e saper descrivere i fenomeni fisici attraverso il linguaggio matematico.

Programma

Numeri, notazione e precisione. Notazione scientifica; cifre significative; unità di misura; come fare i calcoli scientifici. Vettori e scalari: operazioni fondamentali.

Meccanica. Cinematica del punto materiale. Spostamento; velocità; accelerazione. Moto rettilineo uniforme, uniformemente accelerato, circolare uniforme. Il moto dei proiettili. I tre principi della dinamica. Massa e peso. Moti armonici; il moto del pendolo; l’attrito. Lavoro ed energia. Energia cinetica e potenziale; forze conservative e conservazione dell’energia meccanica. Potenza. Impulso e quantità di moto. Il teorema dell’impulso. Conservazione della quantità di moto. Centro di massa. Urti elastici ed anelastici. Cinematica rotazionale. Velocità ed accelerazione angolari. Dinamica rotazionale. Momento di una forza e momento d’inerzia. Momento angolare. Legge di conservazione del momento angolare. Gravitazione. La legge di gravitazione universale di Newton. Massa gravitazionale e massa inerziale.

Statica dei fluidi. Pressione e densità. Principi di Pascal e Archimede. Fluidodinamica. Definizione di fluido ideale; legge di Stevin; teorema di Bernoulli; la viscosità. Onde meccaniche. Cenni di propagazione delle onde. Principio di sovrapposizione. Cenni di acustica. Effetto Doppler. Ultrasuoni. Cenni alle applicazioni in medicina.

Elettrostatica. I fenomeni elettrici e le prime esperienze fondamentali. La carica elettrica. La forza di Coulomb. Campo elettrico e linee di campo elettrico. Principio di conservazione della carica. Isolanti e conduttori elettrici. Potenziale elettrico e differenza di potenziale. Capacità elettrica dei conduttori e dei condensatori. Collegamento in serie e parallelo di condensatori. Polarizzazione dei dielettrici. Energia elettrica immagazzinata in un condensatore. Corrente elettrica. Le leggi di Ohm e resistenza elettrica. Collegamento in serie e in parallelo di resistenze. Generatori di tensione. Effetto Joule. Principi di Kirchoff.

Magnetismo. Esperienze fondamentali. La legge di Coulomb per il magnetismo. Campo magnetico. Linee di campo magnetico e flusso magnetico. Materiali ferromagnetici, paramagnetici e diamagnetici. L’esperienza di Oersted. Campo magnetico prodotto da una corrente (legge di Biot-Savart), da una spira circolare e da un solenoide rettilineo. Diagramma di isteresi dei materiali ferromagnetici. Elettrodinamica. Relazione di Ampere. La forza di Lorenz per un conduttore e una carica elettrica. Flusso magnetico. Forze elettromotrici Indotte (f.e.m.). Legge di Faraday-Neumann. Legge di Lenz. Campo elettrico concatenato a un campo magnetico variabile. Correnti di Foucault. Induttanza.

Modalità di svolgimento

Lezioni frontali con svolgimento di esercizi in classe.

Modalità d’esame

L’esame è in forma scritta con una parte di esercizi ed una parte di domande aperte.

Testi consigliati

Scannicchio D. Fisica biomedica EdiSes.

Bellini G Manunzio G Fisica per le scienze della vita Piccin editore.

• Modulo: Fisica applicata alle scienze radiologiche

SSD FIS/07

Docente: Corazza Alessandra

Obiettivi

Il corso intende fornire allo studente la conoscenza di base dei fenomeni fisici più rilevanti per la comprensione delle metodologie attualmente in uso in Diagnostica per Immagini e Radioterapia. Gli argomenti trattati riguardano la fisica atomica e nucleare con un’attenzione particolare alla fenomenologia dell’interazione radiazione-materia.

Programma

Onde elettromagnetiche. Spettro elettromagnetico. Elementi di ottica. Ottica geometrica e di ottica fisica. Spettroscopia e spettrometria. Conducibilità elettrica dei gas. Raggi catodici. Esperienza di J. J. Thomson. Basi sperimentali e origine della Fisica Quantistica. Radiazione di corpo nero. Legge di Wien. Legge di Stefan. Legge di Rayleigh-Jeans. Interpretazione di Einstein della formula di Planck. Effetto fotoelettrico: inadeguatezza della descrizione ondulatoria della luce. Altri aspetti corpuscolari della radiazione: Effetto Compton, Raggi X. Struttura atomica della materia. Modello di Thomson. Modello di Rutherford. Spettro di emissione e di assorbimento dell’atomo dell’idrogeno. Modello di Bohr. Esperienze fondamentali. Comportamento ondulatorio della materia: l’ipotesi di De Broglie. Diffrazione di Bragg e degli elettroni. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Esperimento della doppia fenditura con elettroni. Elementi di fisica nucleare. Radioattività naturale e leggi del decadimento radioattivo. Equilibrio. Attività. Sorgenti naturali, raggi cosmici. Leggi del decadimento. Struttura del nucleo. Energia di legame. Interazione nucleare. Sistematica dei nuclei stabili. Reazioni nucleari. Sezione d’urto dei processi nucleari. Fissione e reattori nucleari: cenni. Fusione: cenni. Sorgenti di radiazione. Radioattività artificiale. Il tecnezio. Gli acceleratori di particelle. Forze fondamentali in natura: gravitazionale, debole, elettromagnetica, forte. Classificazione delle particelle. Radiazioni Ionizzanti e non Ionizzanti. Interazione delle radiazioni con la materia.

Modalità di svolgimento

Lezioni frontali con svolgimento di esercizi in classe.

Modalità d’esame

L’esame è in forma scritta con una parte di esercizi ed una parte di domande aperte.

Testi consigliati

Scannicchio D. Fisica biomdica EdiSes.

Bellini G Manunzio G Fisica per le scienze della vita Piccin Ed.

• Modulo: Statistica Medica

SSD MED/01

Docente: Vidoni Paolo

Obiettivi

Il corso Introduce lo studente a quelli che sono i concetti fondamentali della Statistica descrittiva e del Calcolo delle probabilità, quale strumentazione di base per l’analisi dei dati e lo studio dei fenomeni aleatori. Tali nozioni verranno presentate sottolineando l'ambito delle applicazioni in ambito medico, pur senza tralasciare gli aspetti formali.

Programma

Statistica descrittiva: caratteri statistici; serie, seriazioni e distribuzioni di frequenza; rappresentazioni grafiche; indici di posizione e di variabilità; simmetria e asimmetria; distribuzioni di frequenza bivariate; dipendenza, correlazione e regressione.

Calcolo delle probabilità: probabilità elementare; test diagnostici.

Modalità di svolgimento

Lezioni frontali.

Modalità d’esame

L'esame consiste in una prova scritta e in una prova orale. La prova scritta è costituita da esercizi.

Testo/i di riferimento

S. Borra, A. Di Ciaccio, Statistica 2ed, McGraw-Hill, 2008.

M.M. Triola, M.F. Triola, Statistica per le Discipline Biosanitarie, Pearson, 2009.

F.M. Stefanini, Introduzione alla Statistica Applicata, Pearson, 2007.