Ateneo - UPO

Elettricità, magnetismo, elettromagnetismo, cenni di relatività ristretta, acceleratori di particelle, cenni di meccanica quantistica, risonanza magnetica nucleare, radioattività, interazione radiazione-materia, generazione di raggi X

V. Monaco, R. Sacchi, A. Solano, "Elementi di Fisica", McGrawHill
J. Kane, M. Sternheim, "Fisica Applicata", EMSI
D. Scannicchio, "Fisica Biomedica", EdiSES

J.E. Coggle, "Effetti biologici delle radiazioni", Minerva Medica
R. Passariello, "Radiologia - Elementi di tecnologia", Idelson-Gnocchi
J.R. Greening, "Fundamentals of Radiation Dosimetry", Taylor & Francis
H.E. Johns, J.R. Cunningham, "The Physics of Radiology", C. C. Thomas Publisher
R.A. Fosbinder, C.A. Kelsey, "L'immagine radiologica", McGraw Hill

Fornire le basi dell’elettromagnetismo. Illustrare i meccanismi della interazione di particelle cariche, raggi X, raggi gamma e neutroni con la materia, con enfasi ai fenomeni più rilevanti per la comprensione della strumentazione utilizzata in radiodiagnostica e radioterapia.

Il contenuto del corso di Fisica del primo semestre (Fisica MS0063).

Lezioni frontali in aula

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studentesse-e-studenti-condizione-di-disabilit%C3%A0-e-dsa. Gli/Le studenti/esse con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare il/la docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame ed in merito agli aspetti didattici.

Test scritto informatizzato e, in caso di superamento del test, colloquio orale sul programma, volto a verificare il grado di comprensione della materia. Esempi delle prove scritte vengono resi disponibili su DIR.

ElettricitàCarica elettrica, densità di carica, Forza di Coulomb, costante dielettrica del vuoto e relativaCampo elettrico, campo della carica puntiforme, linee di campo, principio di sovrapposizione, campo del dipolo elettrico lungo l’asse, momento di dipolo elettrico, dipolo in campo elettrico esterno, campo elettrico di un piano di estensione infinita, campo elettrico nel condensatore, moto di una carica in un condensatoreLavoro della forza elettrica, energia potenziale elettrica, potenziale elettrico, elettronvolt, condensatore, capacità, energia accumulata dal condensatoreConduttori e isolanti, corrente elettrica continua, resistenza, prima e seconda legge di Ohm, resistività e temperatura, potenza elettrica, effetto Joule, corrente alternata, tensione e corrente efficace, effetti della corrente sul corpo umano, messa a terraMagnetismoProprietà dei magneti, linee di campo magnetico, momento di dipolo magnetico, campo magnetico terrestreForza magnetica, forza di Lorentz, effetti del campo magnetico su un filo percorso da corrente, legge di Biot-Savart, permeabilità magnetica del vuoto e relativa, campo magnetico generato da una spira nel suo centro, comportamento del dipolo magnetico in campo magnetico esterno, campo magnetico del solenoideMoto di una particella in campo magnetico, spettrometro di massaElettromagnetismoEsperimento di Faraday, correnti indotte, legge di Faraday-Neumann-LenzCenni alle equazioni di Maxwell, onde EM, velocità della luce nel vuoto e in un mezzo, generazione di onde EM, spettro EM, energia trasportata da onde EM e intensità dell’onda, quantizzazione dell’energia e fotoniCenni di relatività ristrettaPostulati di Einstein, dilatazione dei tempi, verifica della dilatazione con i muoni cosmici, contrazione delle distanze, equivalenza massa energia, campi elettrici e magnetici in sistemi relativisticiTomografia a emissione di positroniAcceleratori di particelleAcceleratori lineari, LINAC medici e sperimentaliAcceleratori circolari: ciclotrone e sincrotrone con esempiCenni di meccanica quantisticaDimensioni di atomi e nuclei, forze fondamentali, crisi del modello atomico, atomo di Bohr, dualismo onda-particella, principio di indeterminazione, spin e momento di dipolo magnetico del protoneRisonanza magnetica nucleareSpin flip e rilassamento, frequenza di Larmor, principio di funzionamento della RMN, campi di gradiente, tempo di rilassamento spin-reticolo e spin-spin, effetto delle radiofrequenze in approccio semi-classicoFree Induction Decay, vettore magnetizzazione, sequenza spin-echo, mezzo di contrasto, esempi di apparecchiatureRadioattivitàRichiami di nomenclatura, densità del nucleo atomico, modello a shell, carta dei nuclidi, energia di legame, decadimento alpha e sua cinematica, decadimento beta e sua cinematica, i neutrini, decadimento gamma, serie di decadimentoLegge di decadimento, attività, vita media e tempo di dimezzamento, radioattività naturaleInterazione radiazione-materiaInterazioni di particelle cariche pesanti: stopping power, formula di bethe e bloch, picco di Bragg, larghezza del fascioInterazioni di particelle cariche leggere: radiazione di frenamento, lunghezza di radiazione, bremsstrahlung e ionizzazione, diffusione multipla di Coulomb, linear energy transfer, sezione d’urtoInterazione fotone-materia: effetto fotoelettrico, effetto compton, creazione di coppie, coefficiente lineare di assorbimento, sciami elettromagnetici, diagnostica con raggi X (radioscopia, radiografia, tomografia)Interazione neutroni-materia: cenni sui metodi di interazioneGenerazione di raggi XIl tubo radiogeno, linee caratteristiche, anodo rotante, distribuzione angolare dei raggi X per bersagli spessi e sottiliCorrente e tensione nel tubo a raggi X, cenni sull’alimentazione, curve di carico

Comprensione delle basi dell'elettromagnetismo e dei meccanismi di interazione tra la radiazione ionizzante e la materia.