Lezioni frontali e teorico-pratiche, seminari di approfondimento per tutti i 6 CFU.

Insegnamento cooperativo (studente-docente) tramite condivisione di materiale didattico e supporti multimediali.

Elementi di Fisica Ambientale e Radioattività (4 ore)

Origine e composizione primordiale. Composizione attuale e struttura statica dell’atmosfera. Grandezze caratteristiche: temperatura, pressione e umidità. Termodinamica dell’atmosfera. Radiazione da corpo nero. Spettro della radiazione solare. La radioattività, origine e caratteristiche. Misura della radioattività, attività. Sorgenti di radioattività. Radioattività terrestre e monitoraggio. Applicazioni.

Elementi di Fisica Medica (9 ore)

Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Interazione radiazione materia. Elementi di dosimetria. Esposizione e dose. Fattore di qualità. Metodi di misura della dose. Dosimetria personale. Effetti biologici delle radiazioni. Radioprotezione. Fattori di rischio. Applicazioni in ambito medico: sistemi diagnostici e terapie radianti

Elementi di Archeometria (8 ore)

Applicazioni della fisica per la diagnostica, la conservazione e il restauro dei Beni Culturali. Metodi di caratterizzazione. Metodi di datazione. Monitoraggio microclimatico. Casi studio.

Introduzione alla biofisica cellulare e molecolare (7 ore)

Cosa e’ la biofisica.  Caratterizzazione della cellula e suoi componenti. Scale caratteristiche di Spazio, Tempo, Energia. Equilibrio termodinamico nella cellula e nelle macromolecole. Richiami di dinamica dei fluidi. Diffusione molecolare e processi dinamici.

Spettroscopia di fluorescenza (6 ore)

Richiami su spettro elettromagnetico e interazione luce-materia. Assorbimento. Spettri di assorbimento. Legge di Beer-Lambert e coefficiente di estinzione. Fluorescenza. Cenni storici. Spettri di emissione. Resa quantica. Quenching. Photobleaching. Lifetime della fluorescenza. Trasferimento di energia (FRET).

Microscopia ottica (8 ore)

Richiami di ottica geometrica. Microscopio ottico. Microscopio a contrasto di fase. Microscopia a fluorescenza. Sonde fluorescenti e tecniche di labeling. Microscopia confocale e applicazioni. Risoluzione del microscopio ottico. Cenni di microscopia a super-risoluzione.

Materiale fornito dal docente

Attix F.H., "Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry", Wiley, 2007

Bushberg J.T, Seibert J.A., Leidholdt E.M. Jr., Boone J.M., "The Essential Physics of Medical Imaging", Lippincott Williams & Wilkins, 2012, 1030

Edwards H. and Vandenabeele P., 2012, Analytical Archaeometry: Selected Topics, The Royal Society of Chemistry

Oleari C., Standard Colorimetry: Definitions, Algorithms and Software, 2016, John Wiley Sons Inc

Aitken, M.J , Thermoluminescence Dating & Optical dating of sediments, Academic Press Inc.

John M. Wallace • Peter V. Hobbs, Atmospheric Science. An Introductory Survey. Second Edition. University of Washington- 2006

Alessandrini, Fisica per le scienze della vita, CEA, 2023

Phillips et al. Physical Biology of the Cell, CRC Press 2013

D. Jameson, Introduction to Fluorescence, CRC Press 2014

La prova d'esame si svolgerà con un colloquio orale sui contenuti del corso.

I criteri per la valutazione: 1) pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate; 2) livello di approfondimento dei contenuti esposti; 3) capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma.

DATE D'ESAME

Di norma, vengono fissati 8 appelli d’esame per ogni Anno Accademico; Consultare il Calendario di Esami del Corso di Laurea Triennale in Fisica: http://www.dfa.unict.it/corsi/L-30/esami  

Le domande di seguito riportate non costituiscono un elenco esaustivo ma rappresentano solo alcuni esempi:

Misure sperimentali per la specificazione del colore.

Datazione di ceramiche e sedimenti mediante luminescenza stimolata.

Il ruolo della spettrometria Raman per lo studio dei Beni Culturali.

Definizione di dose equivalente ed efficace;

Effetti Biologici della radiazione ionizzante;

Applicazioni in ambito medico:

Sistemi radiografici, TAC, PET, terapie radianti

Definizione di temperatura, pressione e umidità

Radiazione di corpo nero

Meccanismi di trasmissione del calore

Inquinanti atmosferici

Sorgenti di radiazioni;

Interazione della radiazione ionizzante con la materia;

Legge del decadimento radioattivo;

Attività;

Scale caratteristiche di Spazio, Tempo e Energia nei sistemi biologici.

Equilibrio termodinamico nella cellula e nelle macromolecule

Diffusione molecolare

Legge di Beer-Lambert e coefficiente di estinzione

Spettri di assorbimento e di emissione

Resa quantica della fluorescenza

Lifetime della fluorescenza

Descrizione del processo di FRET

Microscopio ottico.

Microscopio a contrasto di fase

Microscopia a fluorescenza

Microscopia confocale

Risoluzione del microscopio