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Andrea ALESSANDRINI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche sede ex-Fisica
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Insegnamento: Fisica ed esercitazioni
Biotecnologie (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine del corso lo studente avrà la capacità di comprendere i concetti fondamentali della fisica classica e gli aspetti fisici rilevanti per i sistemi biologici.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di comprendere i principi fisici alla base delle principali tecniche utilizzate nello studio dei sistemi biologici. Conoscerà anche i principi fisici di base che regolano i sistemi biologici.
Autonomia di giudizio:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di interpretare i risultati forniti da alcune tecniche utilizzate per lo studio di sistemi biologici e potrà estendere le proprie conoscenze in settori diversi rispetto a quelli specificamente affrontati nel corso.
Abilità comunicative:
Al superamento dell’esame finale lo studente sarà in grado di relazionare sugli argomenti presentati nel corso con un linguaggio tecnico adeguato utilizzando un formalismo matematico corretto e quantitativo.
Capacità di apprendimento:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di approfondire in modo autonomo alcuni aspetti collaterali degli argomenti proposti nel corso.
Prerequisiti
Nessuno
Programma del corso
CINEMATICA E DINAMICA
Moto in una e piu' dimensioni. Moto relativo. Forze e leggi del moto: dinamica e statica. Forze conservative e non conservative. Lavoro, energia cinetica e potenziale. Conservazione dell'energia. Quantita' di moto e conservazione della quantita' di moto. Equilibrio. Moto rotazionale; momento angolare e leggi di conservazione. Oscillatori e moti armonici. Random walk in biologia. Le leggi di Fick della diffusione.
MECCANICA DEI FLUIDI
Pressione, Viscosità, Il moto dei fluidi ideali e dei fluidi reali. Tensione superficiale. Capillarità. Il funzionamento degli alveoli polmonari.
OSCILLAZIONI E ONDE
Moto armonico. Risonanza. Propagazione di onde. Onde stazionarie. Principio di sovrapposizione. Interferenza e diffrazione di onde. Il suono.
ELETTROMAGNETISMO
Elettrostatica. Campi e potenziali elettrici. Condensatori e dielettrici. Correnti elettriche, circuiti elementari. Il campo elettrico in soluzione. L'equazione di Poisson Boltzmann. La fisica dell'elettroforesi. Campi magnetici. Equazioni di Maxwell nel vuoto e campo elettromagnetico. Onde elettromagnetiche e loro proprieta'. Spettro della radiazione elettromagnetica.
OTTICA E MICROSCOPIA
Ottica ondulatoria: interferenza e diffrazione di onde elettromagnetiche. Ottica geometrica. Riflessione, rifrazione e riflessione interna totale. Dispersione. Polarizzazione. Lenti sottili. Strumenti ottici. Il microscopio ottico. Potere risolutivo.
Esempi dei principi fisici alla base di alcuni sistemi biologi o di tecniche sperimentali di interesse per le biotecnologie
La valutazione del profitto avviene tramite prova scritta finale.
Metodi didattici
Lezioni frontali sugli aspetti teorici del corso ed esercitazioni pratiche sullo svolgimento di semplici problemi di fisica
Orario di ricevimento:
giovedì 14-16 Edificio di Fisica
su appuntamento concordato via e-mail
Testi di riferimento
Fisica per le scienze della vita, CEA, Zanichelli, Alessandrini
Verifica dell'apprendimento
Esame scritto con esercizi da svolgere su tutti gli argomenti del corso e domende relative agli aspetti teorici del corso.
L'esame è considerato superato con la sufficienza sia nella parte di esercizi sia nella parte di teoria
Risultati attesi
Al termine del corso lo studente avrà la capacità di comprendere i concetti fondamentali della fisica classica e gli aspetti fisici rilevanti per i sistemi biologici.
1 Conoscenza e capacità di comprensione (lo studente conoscerà i principi fisici fondamentali alla base dei sistemi inanimati e in alcuni casi anche di sistemi di interesse biologico)
2 Capacità di applicare conoscenza e comprensione (Lo studente saprà interpretare in modo quantitativo i fenomeni naturali e saprà risolvere semplici problemi di fisica)
3 Autonomia di giudizio (lo studente saprà valutare il senso fisico dei risultati ottenuti tramite lo svolgimento di esercizi)
4 Abilità comunicative (Lo studente saprà comunicare quanto apppreso avvalendosi di schemi e risposte scritte a quesiti sugli argomenti del corso)
5 Capacità di apprendimento (lo studente sarà in grado di affrontare studi più approfonditi sugli aspetti fisici dei sistemi biologici)