GRANDEZZE FISICHE E OPERAZIONI VETTORIALI La Fisica; il concetto di grandezza fisica: definizione operativa; misura di una grandezza fisica: unità di misura; il sistema internazionale; grandezze fondamentali e grandezze derivate; multipli e sottomultipli; conversioni tra unità di misura; dimensioni fisiche e equazioni dimensionali; misure dirette e indirette; errori di misura: errori casuali e sistematici; cifre significative e incertezza associate alle misure; grandezze scalari e grandezze vettoriali; operazioni vettoriali: somma e differenza di vettori; prodotto di un vettore per uno scalare; prodotto scalare; prodotto vettoriale. MECCANICA Cinematica: il punto materiale; il sistema di riferimento; traiettoria e legge oraria; la velocità media e la velocità istantanea; il moto rettilineo uniforme: legge oraria; l’accelerazione e il moto rettilineo uniformemente accelerato: legge oraria; la caduta libera di un corpo: equazioni del moto; lo spostamento, la velocità e l’accelerazione come vettori; i moti curvilinei: accelerazione tangenziale e radiale; il moto circolare uniforme e le sue grandezze; il moto armonico. Dinamica: il concetto di forza; la forza come grandezza vettoriale; primo, secondo e terzo principio della dinamica; i sistemi di riferimento inerziali e non inerziali; la forza peso e l’accelerazione di gravità; massa e peso; la reazione vincolare; le forze di attrito; la forza elastica. Statica: il corpo rigido; il baricentro e il centro di massa; il baricentro negli uomini; equilibrio del corpo umano; condizioni di equilibrio di corpi rigidi; momento meccanico di una forza; le leve di primo, secondo, terzo genere; vantaggio di una leva; le leve del corpo umano. LAVORO ED ENERGIA Lavoro di una forza: lavoro motore, lavoro resistente, lavoro nullo; la potenza; il lavoro di una forza costante: la forza peso; il lavoro di una forza non costante: la forza elastica; il concetto di energia; energia cinetica; teorema dell'energia cinetica; forze conservative e forze dissipative; energia potenziale: energia potenziale gravitazionale, energia potenziale elastica; principio di conservazione dell’energia meccanica. MECCANICA DEI FLUIDI Statica: stati di aggregazione della materia; i fluidi; densità, pressione; il principio di Pascal; la pressione idrostatica; la legge di Stevino; la pressione atmosferica e l’esperimento di Torricelli. Dinamica: fluidi ideali e condizione di stazionarietà; portata ed equazione di continuità; ramificazioni di un condotto; il teorema di Bernoulli; applicazioni biologiche: aneurisma e stenosi; fluidi reali; il moto laminare; la viscosità; la legge di Hagen-Poiseuille; resistenza meccanica di un condotto; resistenza meccanica nel sistema circolatorio; il regime turbolento e il numero di Reynolds; Applicazioni: lo sfigmomanometro e la misura della pressione arteriosa; il sistema respiratorio: la resistenza delle vie aeree e flusso laminare/turbolento nelle vie aeree; il circuito idrodinamico del sangue. ELETTRICITA’ Carica elettrica, conservazione e quantizzazione della carica; conduttori, semiconduttori e isolanti; elettrizzazione per strofinio, per contatto, per induzione; elettroscopio a foglie: definizione operativa di carica elettrica; la legge di Coulomb e la bilancia di torsione; la forza di Coulomb nella materia; il campo elettrostatico e il vettore campo elettrico; linee di forza del campo elettrico; il lavoro nel campo elettrostatico; energia potenziale elettrostatica; il potenziale elettrico; la differenza di potenziale; potenziale di una carica puntiforme; le superfici equipotenziali; il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss; campo elettrostatico nei conduttori; i condensatori e la capacità; la corrente elettrica; la resistenza elettrica; prima e seconda legge di Ohm; la resistività; i circuiti elettrici; effetto termico della corrente: effetto Joule e potenza elettrica; analisi circuitale: resistenze in serie e in parallelo; Applicazioni: conduzione elettrica nel sistema nervoso umano: l’impulso nervoso e il modello a cavo dell’assone; la corrente elettrica nel corpo umano: effetti dell’elettricità sul corpo umano. MAGNETISMO E ONDE ELETTROMAGNETICHE Le proprietà magnetiche della materia; paramagnetismo, diamagnetismo, ferromagnetismo: la permeabilità magnetica; le calamite; fenomeni magnetici: interazione magnete-magnete e i poli magnetici; il campo magnetico terrestre; intensità, direzione e verso del campo magnetico; linee di forza del campo magnetico; confronto campo elettrico, campo magnetico; l’elettromagnetismo: esperienza di Oersted e azione di correnti su magneti; esperienza di Faraday e esperienza di Ampere: interazione magnete-corrente e forza tra correnti; il campo magnetico generato da un filo percorso da corrente; la legge di Ampere; la legge di Biot Savart; il campo elettromagnetico; la propagazione del campo elettromagnetico e onde elettromagnetiche; parametri di un’onda periodica: lunghezza d’onda, frequenza, periodo, velocità, ampiezza; lo spettro elettromagnetico. OTTICA La luce e le onde elettromagnetiche; ottica geometrica e ottica fisica; interazione della luce con la materia: riflessione, rifrazione, diffusione, assorbimento; l’indice di rifrazione; la legge di Snell; la riflessione totale e le fibre ottiche; la dispersione della luce e il prisma; cenni di diffrazione; i sistemi ottici: specchio piano e specchio sferico concavo e convesso; le lenti: lenti convergenti e divergenti; miopia, ipermetropia e correzione tramite lenti; i raggi principali delle lenti e la costruzione delle immagini; la formula delle lenti sottili; ingrandimento; il potere diottrico; . Applicazioni: la macchina fotografica; il microscopio composto; la fisica dell’occhio: le proprietà ottiche dell’occhio; l’accomodamento; punti prossimo e remoto; il modello dell’occhio ridotto; il potere risolutivo dell’occhio. IL SUONO Fenomeni ondulatori; definizione, classificazione e tipi di onde; onde trasversali e longitudinali; onde piane, sferiche, circolari; i raggi e i fronti d’onda; onde armoniche: doppia periodicità spaziale e temporale; le grandezze caratteristiche di un’onda: lunghezza d’onda, frequenza, periodo, velocità, ampiezza. Il suono; emissione, propagazione e ricezione del suono; la velocità del suono; la propagazione del suono in un mezzo; il suono come onda di pressione; percezione dei parametri caratteristici: altezza, timbro e intensità del suono; grandezze energetiche del suono: potenza e intensità di una sorgente acustica; le frequenze udibili; la propagazione delle onde sonore: assorbimento, riflessione, rifrazione, diffrazione, interferenza di onde sonore; range in frequenza delle onde sonore; la propagazione delle onde sonore: assorbimento, riflessione, rifrazione, interferenza (costruttiva, ordinaria, distruttiva), diffrazione; orecchio esterno e diffrazione; la risonanza; i livelli sonori e il decibel: il livello di pressione sonora, il livello di intensità sonora, il livello di potenza sonora; suoni puri e suoni complessi; il teorema di Fourier; frequenza fondamentale e armoniche; analisi e sintesi; analisi in frequenza e spettro del segnale sonoro. Applicazioni: la fonazione: le frequenze formanti, il sonogramma e l’analisi del parlato. La fisica dell’apparato uditivo: orecchio esterno, inter-aural time difference e inter-aural intensity difference; il meato acustico e le onde stazionarie; l’orecchio medio come amplificatore di pressione; l’orecchio medio come adattatore di impedenza e meccanismi di protezione; l’orecchio interno come analizzatore di spettro; la fisica della coclea. TERMODINAMICA Sistema termodinamico; il concetto di temperatura; equilibrio termico; scale di temperatura; la temperatura assoluta; i termometri; l’energia interna; il calore; flusso di calore ed equilibrio termico; energia, lavoro e calore; la caloria e l’esperimento di Joule; la trasmissione del calore: conduzione, convezione ed irraggiamento; conduttori ed isolanti termici; la quantità di calore, il calore specifico e la capacità termica; cambiamenti di stato; calore latente; i gas; le leggi dello stato gassoso ideale: legge di Boyle-Mariotte e leggi di Gay-Lussac; l’equazione di stato dei gas perfetti e la scala assoluta delle temperature; cenni di teoria cinetica dei gas; gas reali e temperatura critica; primo e secondo principio della termodinamica; il lavoro in una trasformazione termodinamica.

D. Scannicchio E. Giroletti Elementi di fisica biomedica Ed. Edises P. Davidovits Fisica per le professioni sanitarie Ed. Utet

Fondamenti di teoria delle misure. Unità di misura – Campioni – Risoluzione della misura – Incertezza ed errori di misura - Taratura degli strumenti Strumenti di misura: Strumenti analogici e digitali Principali metodologie di misura Misure di grandezze elettriche: tensione, corrente, impedenza Misure di resistenza elettrica: metodo volt-amperometrico

D. Scannicchio E. Giroletti Elementi di fisica biomedica Ed. Edises P. Davidovits Fisica per le professioni sanitarie Ed. Utet

Concetti statistici di base: La Statistica in campo sanitario. Popolazione e campione. Raccolta dei dati: controllo e verifica della qualità del dato. Statistica descrittiva: Medie (aritmetica semplice e ponderata, mediana, moda), Indici di variabilità (range, deviazione standard, varianza), indici di variabilità relativa (coefficiente di variazione). Rappresentazioni grafiche: Diagrammi a Barre e a Torte, Istogrammi, Diagrammi a Scatola, Diagrammi a Dispersione; Analisi della dipendenza: correlazione e regressione lineare. Cenni di statistica inferenziale: intervalli di confidenza e test di ipotesi Valutazioni delle prestazioni analitiche: precisione, esattezza, comparazione tra 2 metodi analitici, limite di rilevabilità e di quantificazione, linearità di risposta Variabilità biologica: definizione e utilizzo degli intervalli di riferimento Prestazioni di un test diagnostico: sensibilità, specificità e tabella di contingenza

Testi consigliati: Martin Bland Statistica medica Editore:Apogeo Education John Osborn Manuale di statistica medica. Metodi di base. SEU Lamberto Soliani Statistica di base Piccin-Nuova Libraria

Lo studente deve apprendere i principi della chimica generale ed organica propedeutici allo studio della biochimica, della fisiologia e della patologia. Inoltre deve apprendere i principi del calcolo stechiometrico essenziali alla pratica iniziale di Laboratorio, acquisendo le informazioni di Nomenclatura chimica necessarie a garantire la sicurezza e la operatività nell’ambiente di Laboratorio. Il corso ha come obiettivo propedeutico intermedio la comprensione e la conoscenza quantitativa delle leggi dei gas servono a uno studio razionale degli scambi respiratori. Ha inoltre l'obiettivo di comprendere l’importanza dei legami, in particolar modo dei legami deboli essenziali allo studio della logica molecolare dei sistemi biologici. Deve comprendere l’effetto dei soluti nel solvente acquoso necessario per un apprendimento razionale di molti processi biologici. Avere la conoscenza della nomenclatura chimica e la capacità di calcolo utilizzando le unità di concentrazione sono il presupposto essenziale ad una sicura pratica di Laboratorio. Comprendere l’effetto dei soluti sulle proprietà di una soluzione acquosa necessario per un apprendimento razionale di diversi processi biologici quali gli scambi cellulari e la termoregolazione. Avere la conoscenza delle proprietà delle reazioni chimiche e dell’equilibrio chimico presupposto per comprendere la reattività chimica e per comprendere il ruolo degli enzimi come catalizzatori biologici. Conoscere il concetto di acidità e basicità e la conoscenza teorica dei sistemi tampone costituisce il punto di partenza per lo studio dell’omeostasi del pH fisiologico. La capacità di controllare la concentrazione idrogenionica durante la pratica di laboratorio è un requisito professionale essenziale per l’attività del Tecnico di Laboratorio. Conoscere il concetto di coppie di ossidoriduzione e di potenziale redox essenziali alla comprensione degli scambi elettronici nei sistemi biologici, ad esempio durante la respirazione cellulare. Lo studio della Chimica organica è volto alla comprensione dell’importanza del ruolo svolto dall’atomo di Carbonio nella costruzione dei principali costituenti cellulari dell’organismo. Lo studio della chimica organica è volto inoltre alla comprensione dell’importanza del ruolo svolto dall’atomo di Carbonio nella costruzione dei principali costituenti cellulari e dell’organismo. La conoscenza delle proprietà di reattività chimica dei principali gruppi funzionali è la premessa essenziale allo studio razionale dei processi biochimici che avvengono nella cellula.

Testi di riferimento: Handbooks & Manuals: Atkins PW & Jones L Principi di Chimica Zanichelli • ISBN: 8808197883 • ISBN-13: 9788808197887 Masterton WL & Hurley CN Chimica, principi e reazioni Piccin Nuova libraria ISBN: 8829918547 ISBN 13: 9788829918546 Whitten, Davis, Peck and Stanley Chimica Piccin Nuova libraria ISBN: 978-88-299-2033-4 Brown WH & Poon T. Introduzione alla Chimica organica Edises • ISBN: 8879593277 • ISBN-13: 9788879593274 Any other modern textbooks of Chemistry is appropriate.