Il corso ha la finalità di fornire conoscenze fondamentali di Meccanica dei corpi, Meccanica dei Fluidi, Termodinamica e e in particolare di ottica geometrica. Ci si aspetta che alle fine del corso gli studenti siano in grado di affrontare problemi e discussioni relativi agli argomenti trattati a lezione.
Cap.1: Cinematica e dinamica: Grandezze fisiche. Unità di misura. Vettori e scalari. Moto dei corpi. Traiettoria. Velocità. Accelerazione. Moto uniforme, uniformemente accelerato e circolare uniforme. Leggi di Newton. Forza gravitazionale, elastica e di attrito. Lavoro. Forze conservative. Energia cinetica e potenziale. Conservazione energia meccanica. Potenza.
Cap.2: Fluidi: Pressione. Legge di Stevino. Fluidi ideali. Pressione atmosferica. Portata. Lavoro piezometrico. Teorema di Bernoulli. Aneurisma e stenosi. Fluidi reali
Cap.3: Termodinamica: Calore. Temperatura. Termometri. Gas perfetti. Legge di Avogadro. Calore specifico e calore latente. Esperimento di Joule. Sistema termodinamico. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Metabolismo. Propagazione del calore. Termoregolazione. Ciclo termico. Diagramma p-V. Macchine termiche. Secondo principio della termodinamica. Macchina termica: rendimento.
Cap.4: Fenomeni ondulatori
Le onde, moto armonico, oscillazioni smorzate e forzate, classificazione delle onde, equazione di propagazione di un’onda, rappresentazione a raggi e fronti d’onda, principio di Huygens, principio di sovrapposizione, riflessione e trasmissione delle onde.
Cap.5: Onde acustiche
Propagazione delle onde sonore, livelli di intensità sonora, gli ultrasuoni, flussimetria Doppler, ecografia.
Cap.6: Ottica geometrica
Le onde elettromagnetiche, classificazione spettrale, la natura della luce, ottica geometrica, riflessione e rifrazione, riflessione totale, fibre ottiche ed applicazioni (endoscopia). Luce laser e suo utilizzo in medicina. Diottro, lenti sottili, aberrazioni delle lenti.
Cap.7: L’ottica in biologia e in medicina
Il microscopio semplice e composto, l’occhio come sistema ottico, punti e assi di riferimento dell’occhio, determinazione delle distanze, acuità visiva, i difetti dell’occhio.
Cap.8: Le radiazioni in biologia e medicina
Radiazioni ionizzanti e interazione con la materia, effetti biologici delle radiazioni ionizzanti, dosimetria e radioprotezione.