- Matematica, geometria, statistica,
coordinate cartesiane, funzioni e loro rappresentazione grafica: retta, parabola, elevamento a potenza, iperbole, esponenziale e logaritmo; funzioni trigonometriche; circonferenza. Scale lineari e logaritmiche. Cifre significative. Notazione scientifica. Vettori; operazioni con i vettori: somma, differenza, prodotto scalare e vettoriale. Probabilita' e densita' di probabilita'; valore medio, scarto, deviazione standard; la distribuzione di Gauss.
- Grandezze fisiche e la loro misurazione
Unita' di misura. Incertezza statistica e sistematica.
-Meccanica
Cinematica:
Velocita', accelerazione. Moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato. Caduta di un grave. Moto in piu' dimensioni. Moto circolare, velocita' angolare e periferica, accelerazione centripeta; moto circolare uniforme.
Dinamica:
Forza, massa, le tre leggi di Newton, sistemi di riferimento inerziali e non-inerziali. Forze apparenti; forza centrifuga. Reazioni vincolari. Legge della gravitazione universale. Attrito statico e dinamico.
Lavoro, energia cinetica e potenziale. Energia meccanica totale e sua conservazione. Forze conservative e forze dissipative. Potenza. Impulso e quantita' di moto. Conservazione della quantita' di moto, urti.
Moto armonico semplice; pendoli e molle. Forze elastiche, energia potenziale elastica. Oscillazioni smorzate e oscillazioni forzate; concetto di risonanza.
Momento di una forza; coppie di forze. Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Leve. Baricentro. Stabilita'.
Moto del centro di massa; II legge di Newton per sistemi di particelle. Moto dei corpi rigidi: velocita' ed accelerazione angolare. Momento d'inerzia. Momento angolare e sua conservazione.
Elasticita'. Sforzo e deformazione. Modulo di Young; modulo di Poisson; modulo di taglio; modulo di compressibilita'; elasticita' di flessione. Limite elastico e carico di rottura.
- Fluidi
Pressione, densita'. Legge di Archimede. Portata. Equazione di continuita'. Conservazione dell'energia ed equazione di Bernoulli; applicazioni dell'equazione di Bernoulli; stenosi e aneurisma.
Viscosita', coefficiente di viscosita'. Legge di Hagen-Poiseuille. Resistenza idrodinamica; resistenze in serie e in parallelo. Legge di Stokes. Sedimentazione e velocita' di sedimentazione; centrifuga. Flusso turbolento. Numero di Reynolds. Misurazione della pressione arteriosa.
Gas perfetti; equazione di stato. Teoria cinetica; velocita' quadratica media. Gas reali e loro isoterme. Cambiamenti di stato. Vapore e gas; vapore saturo; liquefazione; umidita'.
Diffusione, coefficiente di diffusione, legge di Fick. Tensione superficiale; legge di Laplace e legge di Jurin.
-Termodinamica
Primo principio della termodinamica. Calore specifico e capacita' termica. Calore specifico di un gas perfetto a pressione e volume costante. Potenza metabolica. Secondo principo della termodinamica; processi reversibili e irreversibili; entropia; cicli termodinamici, ciclo di Carnot, rendimento.
- Elettricita' e magnetismo
Carica elettrica, legge di Coulomb, campo elettrico, energia potenziale elettrostatica, potenziale; elettronvolt. Relazione tra campo e differenza di potenziale. Dipolo elettrico: linee di campo e comportamento in un campo elettrico.
Conduttori ed isolanti. Polarizzazione di un dielettrico. Capacita' elettrica; condensatore; effetto di un dielettrico. Costante dielettrica relativa. Energia immagazzinata in un condensatore. Capacita' equivalente di condensatori in serie e in parallelo.
Corrente elettrica. Velocita' di deriva dei portatori di carica. Resistenza elettrica; resistivita'. Legge di Ohm. Resistenze in serie e parallelo. Circuiti elettrici. Potenza nei circuiti elettrici, legge di Joule. Conduttori ohmici e non; il diodo.
Circuiti in corrente continua e in corrente alternata; tensione e corrente efficaci.
Effetti del passaggio della corrente elettrica nel corpo umano. Collegamento a terra.
Campo magnetico. Forza di Lorentz; forza su un filo percorso da corrente. Legge di Biot-Savart; campo generato da un filo, campo generato da una spira. Solenoide. Dipolo magnetico; momento di dipolo magnetico; comportamento di un dipolo magnetico all'interno di un campo magnetico.
Materiali ferromagnetici, magneti permanenti.
Flusso del campo magnetico. Legge di Faraday-Lenz. Generatori elettrici, trasformatori.
Tubo a raggi catodici. Principi di funzionamento di linac, ciclotrone, sincrotrone.
Onde periodiche. Velocita' delle onde; periodo e lunghezza d'onda. Onde longitudinali e trasversali. Cenni all'analisi di Fourier. Onde elettromagnetiche. Antenne. Quantizzazione dell'energia nelle elettromagnetiche: il fotone.
Generazione di raggi X: radiazione di frenamento e righe caratteristiche. Uso dei raggi X per indagini diagnostiche: cenni ai principi fisici.
- Onde sonore
Natura del suono. Intensita' delle onde sonore. Livello di intensita' sonora; il decibel. Effetto Doppler. Ultrasuoni. Flussimetria Doppler.
- Ottica geometrica
Indice di rifrazione. Riflessione, rifrazione, legge di Snell. Riflessione interna totale. Lenti. Equazione del costruttore di lenti; equazione delle
lenti sottili. Accomodamento; punto prossimo e punto remoto.
- Fisica moderna, fenomeni nucleari.
Cenni alla teoria della relativita' ristretta. Cenni di meccanica quantistica. Cenni alla struttura atomica; transizioni elettroniche tra orbitali atomici.
Cenni alla struttura del nucleo atomico. Nuclei stabili e instabili. Decadimenti alfa, beta e gamma. Attivita'; legge del decadimento
radioattivo. Principi di funzionamento della PET.
- Mathematics, geometry, statistics,
cartesian coordinates, functions and their graphical representation: straight, parabola, hyperbola, exponentiation, iperbole, logarithms, trigonometric functions;
linear and logarithmic scales,
Significant digits, Scientific notation,
Vectors; arithmetic operations with vectors: addition, subtraction, scalar and vector product-
Probability and probability density; mean value, standard deviation, Gauss distribution.
- Physical quantities and their measurement
Units of measurement. Statistical uncertainty and bias
-Mechanics
Kinematics:
Velocity, acceleration.
Rectilinear motion, free vertical motion, two and three dimensional motion
Circular motion, angular, radial and transversal velocities,
centripetal acceleration,
Circular uniform motion.
Dynamics
Force, mass, The Newton's laws, Inertial and non inertial reference systems,
Pseudo forces, centrifugal force. Constraint reactions,
Law of universal gravitation,
static and dynamic friction.
Work, kinetic and potential energy.
conservative and non-conservative forces, Total energy and its conservation, Power and linear momentum.
Conservation of the total linear momentum,
Elastic and inelastic collisions,
Harmonic motion, Simple pendulum and springs,
Elastic forces, Elastic potential energy,
The forced oscillator with damping, resonance, torque of a force,
Rigid body and equilibrium, Levers.
Center of mass and center of gravity, Stability, Motion of the center of mass, The second Newton's law for particle systems
Angular velocity and acceleration
Momentum of inertia, angular momentume and its conservation,
Elasticity, moduli of elasticity, (Young, Poisson, compressibility),
Flexural modulus of elasticity, yield strength.
- Fluids dynamics:
Pressure, density. Archimedes' law. Volumetric flow, continuity equation, energy conservation and Bernoulli's law, applications: stenosis and aneurysm.
Viscosity:, coefficient of viscosity. Hagen-Poiseuille law Hydrodynamic resistance, resistances in series and in parallel
Stokes' law, Sedimentation and sedimentation rate, centrifugal device,
Turbulent flow, Reynolds' number. Measurement of the arterial pressure,
Ideal gas, equation of state kinetic theory; mean square velocity
isotherms of real gases,
Changes of state, steam and gas, saturated steam, liquefaction, humidity, diffusion, diffusion coefficient,
Fick's law, surface tension,
Laplace and Jurin laws.
Thermodynamics:
first principle of Thermodynamics,
specific heat and thermal capacity, Specific heat of an ideal gas at constant volume and constant pressure,
metabolic power, second principle of thermodynamics; reversible and irreversible processes, entropy, thermodynamic cycles, Carnot cicle, thermodynamic efficiency.
- Electricity and Magnetism:
electric charge, Coulomb law, electric field, electrostatic potential energy, potential, elettronvolt, Relationship between the electric field and potential.
electric dipole, field lines. electric dipole in an external electric field.
Conductors and insulators, dielectric polarization,
electric capacity,
capacitor with dielectric,
relative dielectric constant,
electrostatic energy of a charged capacitor, equivalent capacity for capacitors in series and in parallel,
electric current,
velocity drift of charge carriers,
electric resistance,
resistivity, Ohm's law, resistances in series and in parallel, electric circuits.
Power in electric circuits,
Joule's law,
ohmic and non-ohmic conductors,
the diode,
Circuits in direct current and alternating current, RMS voltege and current.
Effectes of the passage of current through the uman body,
earthing.
Magnetic field,
Lorentz force; force on a wire traversed by current, Biot-Savart law. Magnetic fields producted by wire, coil, solenoid.
magnetic dipole,
magnetic dipole momentum,
magnetic dipole in an external magnetic field.
Ferromagnetic materials, permanent magnets
flux of the magnetic field, Faraday-Lenz law, electric generators, transformers, cathode ray tube,
operating principles of linac, synchrotrone, cyclotrone.
Periodic waves, velocity, period, wavelength, longitudinal and transverse waves,
Fourier analysis (hints), electromagnetic waves, antenne.
Energy quantization in e.m. waves: the photon, generation of X-rays, Bremsstrahlung and characteristic lines,
use of X-rays in diagnostic investigations: physical principles (hints).
- Sound waves, nature of souns, sound waves intensity, sound intensity level: the decibel,
Doppler effect, ultrasounds, Doppler flow meter.
- geometrical optics, reflection, refraction, refractive index, Snell law, total reflection. Lenses, equation of thin lenses.
- Modern Physics:
nuclear phenomena,
theory of special relativity (hints),
quantum mechanics (hints), atomic structure (hints), electronic transitions in atoms, structure of atomic nuclei
stable and unstable nuclei, alpha, beta and gamma decay,
activity, law of the radioactive decay, PET: principle of operation.
Seguici: