00405 - FISICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente: - acquisisce gli elementi e i concetti di base della descrizione delle grandezze fisiche e dei fenomeni nei quali sono coinvolte; - è capace di utilizzare tali conoscenze per le fondamentali applicazioni in campo fisiologico, chimico, biofisico, diagnostico strumentale e terapeutico; - sviluppa autonomia di giudizio ed è in grado di applicare le conoscenze acquisite per la soluzione dei problemi propri della professione.

Contenuti

Introduzione al corso:
le scienze e le scienze fisiche. La misura di una grandezza fisica. Unità di misura. Il Sistema Internazionale (SI). Il sistema CGS. Equazioni dimensionali. La misura di una grandezza fisica. Cifre significative. Arrotondamento e troncamento.

Cinematica:
introduzione. Grandezze scalari e vettoriali. Vettori: somma e differenza di vettori. Prodotto di un vettore per uno scalare. Prodotto scalare e prodotto vettoriale. Scomposizione di vettori. Moto in una dimensione. Grafici spazio-tempo. Velocità media e velocità istantanea. Accelerazione media e accelerazione istantanea. Moto uniformemente accelerato. Caduta dei gravi. Moto circolare uniforme. Accelerazione centripeta. Composizione delle velocità. Semplici moti in due dimensioni.

Dinamica:
introduzione. Principio di inerzia. Masse. Forze. I principi della dinamica. Quantità di moto. Conservazione della quantità di moto.

Forze, lavoro, energia:
introduzione. Lavoro: definizione e unità di misura. Forze conservative. Energia. Energia cinetica. Energia potenziale gravitazionale. Conservazione dell'energia meccanica. Forze di attrito. Forze elastiche. Legge di Young. Moto armonico semplice. Energia potenziale elastica. Energia del moto armonico. Il moto del pendolo.

Forza Gravitazionale:
introduzione. Leggi di Keplero. Legge di gravitazione universale. Energia potenziale in un campo gravitazionale.

Sistemi di punti materiali:
introduzione. Momento di una forza. Momento angolare. Conservazione del momento angolare. Momento di inerzia. Momento angolare ed energia cinetica di rotazione del corpo rigido.

Fluidi:
introduzione. Densità, pressione; definizioni ed unità di misura. Principio di Archimede. Pressione idrostatica. Fluidi ideali. Teorema di Bernoulli. Fluidi reali. Viscosità. Legge di Poiseuille. Diffusione. Sedimentazione. Centrifughe. Liquidi: tensione superficiale. Capillarità.

Termodinamica:
introduzione. Misura della temperatura. Misura del calore. Legge dei gas ideali. Teoria cinetica dei gas. Equivalente meccanico della caloria. I e II principio della termodinamica. Entropia. Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.

Elettrostatica:
introduzione. Elettrizzazione dei corpi. Carica elettrica. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Teorema di Gauss. Potenziale elettrostatico. Capacità. Energia in un campo elettrostatico. Condensatori connessi in serie e in parallelo.

Elettrodinamica:
corrente elettrica. Legge di Ohm. Resistenza di un conduttore metallico. Resistività. Resistenze connesse in serie e in parallelo. Potenza dissipata in un circuito elettrico.

Magnetismo:
Effetti magnetici delle correnti. Legge di Biot-Savart. Forza di Lorentz. Teorema di Ampere. Induzione elettromagnetica: leggi di Faraday e di Lenz. Auto e mutua induzione. Induttanza. Energia in un campo magnetostatico. La corrente di spostamento.

Fenomeni ondulatori:
introduzione. Propagazione per onde. Propagazione di una perturbazione in un mezzo materiale. Velocità di propagazione. Onde Sinusoidali: frequenza, lunghezza d'onda, ampiezza e fase di un'onda. Equazione di un’onda sinusoidale unidimensionale. Onde longitudinali e trasversali. Onde stazionarie. Intensità di un’onda. Onde sonore. Onde elettromagnetiche. Spettro delle onde elettromagnetiche.

Ottica geometrica:
introduzione. Riflessione. Rifrazione. Indice di rifrazione. Angolo limite. Le fibre ottiche. Specchi piani. Le lenti. Costruzione dell'immagine di un oggetto prodotta da una lente: costruzione geometrica e formulazione analitica. L’ingrandimento lineare. La lente di ingrandimento semplice. Aberrazioni delle lenti. Il microscopio ottico.

Interferenza e diffrazione:
introduzione. Interferenza. Interferenza di Young. Diffrazione da una fenditura. Principio di Huygens. Polarizzazione della luce. Polarizzatori.

Fisica moderna:
introduzione. Corpo nero. Teoria dei quanti di Plank. Effetto fotoelettrico. I fotoni. Energia del fotone. I modelli atomici: di Thompson, di Rutherford e di Bohr. I principi della meccanica quantistica. L’ipotesi di De Broglie. Il principio di indeterminazione di Heisenberg. Il microscopio elettronico. La radioattività. La legge del decadimento radioattivo.

Testi/Bibliografia

Il materiale, disponibile attraverso la piattaforma dei materiali didattici “Virtuale” e una partecipazione attiva alle lezioni sono sufficienti per preparare la prova di Fisica.
La conoscenza della materia può essere comunque integrata e approfondita con i testi seguenti:
A. Lascialfari, F. Borsa, A.M. Gueli - Principi di Fisica per indirizzo biomedico e farmaceutico - EdiSES Università;
Douglas C. Giancoli - Fisica, principi e applicazioni - Zanichelli.

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni per l’assestamento delle diverse nozioni acquisite.

Test per il consolidamento delle competenze e delle abilità acquisite durante il percorso formativo riguardanti ogni capitolo affrontato nel corso di Fisica.

Test a risposta multipla di autovalutazione delle competenze saranno fruibili utilizzando la Web.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame finale mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi didattici:

• conoscenza delle leggi fisiche fondamentali e di quelle rilevanti per le successive applicazioni;
• capacità di svolgere semplici esercizi fino alla soluzione quantitativa (formula risolutiva, risultato numerico con tre cifre significative, unità di misura).

La verifica dell'apprendimento è effettuata tramite una prova scritta ed una orale.

La prova scritta consiste di 6 esercizi, 3 riferiti alla prima parte del corso e 3 alla seconda, da svolgere in 1h30.

Fino a 3 esercizi svolti correttamente incluso il risultato numerico, ciascun esercizio vale 6 punti; oltre il terzo corretto, ciascun ulteriore esercizio corretto vale 4 punti.

Quindi la prova scritta è considerata superata (equivalente a 18/30) con 3 esercizi svolti correttamente su 6. La prova scritta è valida 6 mesi, oltre i quali deve essere ripetuta.

La prova orale consiste di alcune domande sugli argomenti del programma svolto a lezione ed eventualmente di una discussione dello scritto.

Agli studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it): sarà cura dell’ufficio proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Strumenti a supporto della didattica

Lezioni in aula con esercizi e test di consolidamento delle competenze.

Saranno disponibili, previa registrazione con credenziali istituzionali:

• slide delle lezioni;
• test a risposta multipla per l’autovalutazione delle conoscenze acquisite.

Il sito http://ishtar.unibo.it, dedicato alla didattica della fisica, per la generazione di esercizi e per arricchire la conoscenza di alcuni argomenti del corso di Fisica.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Tiziano Rovelli