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绪论1

一、物理学的研究对象、研究方法与发展趋势1

二、物理学与医学的关系、医学物理学简介2

三、医用物理学课程的目的要求与学习方法3

第一章 医用力学基础5

第一节 刚体的转动5

一、角量与线量的关系5

二、转动动能与转动惯量6

三、力矩与转动定律8

四、角动量守恒定律11

五、离心分离器原理12

第二节 物体的弹性14

一、应力和应变14

二、弹性模量16

第三节 骨骼和肌肉的力学性质17

一、骨骼的力学性质17

二、肌肉的力学特性19

习题一20

一、谐振动与谐振动方程23

第一节 谐振动23

第二章 振动23

二、用旋转矢量表示谐振动25

三、谐振动的振幅、周期、频率和相位26

四、简谐振动的能量28

五、几种常见的简谐振动29

第二节 谐振动的合成31

一、同方向同频率的2个谐振动的合成31

二、同方向不同频率的2个谐振动的合成32

三、频谱分析33

四、2个相互垂直频率相同的谐振动的合成35

第三节 阻尼振动 受迫振动与共振37

一、阻尼振动37

二、受迫振动与共振39

习题二40

第三章 波动 声波43

第一节 波动方程43

一、机械波的产生43

二、波面和波线44

三、波速、波长、波的周期和频率45

四、波动方程46

一、波的能量 能量密度48

第二节 波的能量48

二、波的强度——能流密度49

三、波的衰减50

第三节 惠更斯原理与波的干涉51

一、惠更斯原理51

二、波的叠加原理52

三、波的干涉52

四、驻波54

第四节 声波55

一、声速55

二、声压和声阻56

三、声强和声强级57

四、响度级和等响曲线59

第五节 超声波及其医学应用61

一、超声波的产生与接收61

二、超声波的特性61

三、超声波在医学中的应用62

习题三67

第四章 液体的流动69

第一节 理想液体的流动69

一、理想液体的稳定流动69

二、液流连续原理70

一、柏努利方程71

第二节 柏努利方程及其应用71

二、柏努利方程的应用73

第三节 实际液体的流动75

一、实际液体的黏滞性与黏度系数75

二、血液的黏度76

三、实际液体的柏努利方程78

四、湍流和雷诺数79

一、泊肃叶定律80

二、泊肃叶定律的推导80

第四节 泊肃叶定律80

三、血液的流动及血压在血流过程中的分布82

第五节 斯托克斯定律83

习题四84

第五章 液体的表面现象86

第一节 表面张力和表面能86

一、液体的表面层和表面能86

二、表面张力系数87

第二节 表面吸附和表面活性物质90

第三节 弯曲液面的附加压强91

一、弯曲液面的附加压强91

二、肺泡内外的压强差93

第四节 毛细现象 气体栓塞94

一、润湿作用94

二、毛细现象96

三、气体栓塞97

习题五98

第六章 气体动理论与热力学定律100

第一节 气体动理论100

一、气体动理论的一些基本概念100

三、理想气体的压强公式101

二、理想气体的微观模型101

四、理想气体的能量公式103

第二节 热力学第一定律105

一、热力学系统与平衡态105

二、准静态过程105

三、热量、功和内能106

四、热力学第一定律107

第三节 理想气体的热力学过程108

一、等体过程108

二、等压过程109

三、等温过程110

四、绝热过程111

第四节 热力学第一定律的应用113

一、人体的能量交换与基础代谢113

二、卡诺循环与制冷机114

三、制冷机和热泵116

第五节 热力学第二定律118

一、可逆过程与不可逆过程118

二、热力学第二定律119

三、卡诺定理120

四、熵的概念和熵增加原理121

五、热力学第二定律的统计意义124

习题六126

第七章 静电场128

第一节 电场 电场强度128

一、电荷 库仑定律128

二、电场与电场强度129

三、场强叠加原理129

四、电场强度的计算129

第二节 高斯定理131

一、电场线和电通量131

二、高斯定理132

三、高斯定理的应用举例133

第三节 电势135

一、静电场力所做的功135

二、静电场的环路定理136

三、电势136

四、电势叠加原理137

五、电场强度与电势的关系138

第四节 电偶极子 电偶层140

一、电偶极子电场的电势140

二、电偶层141

一、电介质的极化142

第五节 静电场中的电介质142

二、电介质中的静电场144

三、电容器及其电容145

四、静电场的能量146

第六节 心电知识148

一、心电场148

二、心电图149

三、心电图导联149

习题七150

二、电流强度152

一、电流线152

第一节 电流的描述152

第八章 稳恒电流152

三、电流密度153

四、稳恒电流155

第二节 欧姆定律155

一、物质的导电性与超导现象155

二、欧姆定律156

第三节 含源电路的欧姆定律157

一、一段含源电路的欧姆定律157

一、节点电流方程158

第四节 基尔霍夫电路方程158

二、闭合电路的欧姆定律158

二、回路电压方程159

第五节 直流电在医学中的应用160

一、人体的导电性160

二、直流电对机体的作用161

三、离子透入疗法161

习题八162

第九章 电流磁场与电磁感应165

第一节 电流的磁场165

一、磁场力与磁感应强度165

二、磁通量166

三、毕奥-沙伐尔定律167

四、3种电流的磁场168

第二节 磁场对运动电荷的作用171

一、带电粒子在磁场中的运动171

二、霍尔效应172

三、磁场对载流导体的作用174

第三节 磁介质176

一、磁介质的磁化176

二、顺磁质和抗磁质176

一、电磁感应177

三、铁磁质177

第四节 电磁感应和电磁波177

二、感生电动势和动生电动势178

三、自感和互感178

四、超导磁体179

五、电磁振荡180

六、电磁波181

习题九182

第十章 波动光学185

二、光程和光程差186

一、相干光源的获得186

第一节 光的干涉186

三、杨氏双缝实验187

四、薄膜干涉189

五、劈尖干涉与牛顿环191

六、迈克尔逊干涉仪193

第二节 光的衍射194

一、单缝衍射195

二、圆孔衍射198

第三节 光的偏振201

一、自然光与偏振光201

二、起偏与检偏 马吕斯定律202

三、部分偏振光的获得 布儒斯特定律204

四、光的双折射现象与二向色性205

五、旋光现象208

第四节 波动光学的应用209

一、CD光盘播放原理209

二、计算机芯片的制作211

三、光学仪器的分辨本领211

四、糖量计212

习题十213

一、单球面的折射216

第十一章 几何光学216

第一节 球面折射216

二、共轴球面系统218

第二节 透镜219

一、薄透镜公式219

二、透镜组合220

三、像差221

第三节 共轴球面系统的基点和成像公式222

一、共轴球面系统的三对基点222

三、成像公式223

二、成像作图法223

第四节 眼睛224

一、眼球结构简介224

二、眼睛的光学系统225

二、眼的分辨本领225

四、眼的调节及非正常眼的矫正227

第五节 放大镜 显微镜230

一、放大镜230

二、显微镜230

三、显微镜的分辨本领231

四、电子显微镜232

第六节 纤镜234

一、光学纤维导光原理234

二、纤镜及其医疗应用235

习题十二235

第十二章 热辐射与光的量子性238

第一节 热辐射238

一、热辐射238

二、辐射度 吸收比 黑体239

二、黑体辐射定律240

一、基尔霍夫辐射定律240

第二节 基尔霍夫辐射定律与黑体辐射定律240

第三节 普朗克量子假设242

第四节 光电效应243

一、光电效应243

二、光电效应与光的波动学说的矛盾244

三、爱因斯坦光电效应方程245

四、光子的质量和动量245

五、光电效应的应用246

六、光的波粒二象性247

一、康普顿效应248

二、康普顿效应的解释248

第五节 康普顿效应248

习题十二250

第十三章 原子结构理论基础与激光252

第一节 氢原子光谱252

一、氢原子光谱的实验规律252

二、广义巴尔末公式253

第二节 玻尔的氢原子理论254

一、玻尔的基本假设254

二、氢原子的能级254

三、氢原子光谱的解释255

一、德布罗意假设257

四、玻尔理论的局限性257

第三节 德布罗意假设 物质波257

二、物质波258

第四节 不确定关系259

一、坐标和动量的不确定关系259

二、能量和时间的不确定关系260

第五节 薛定谔方程260

一、波函数260

二、薛定谔方程260

第六节 激光261

一、激光的发射原理262

二、医用激光器简介264

三、激光的特点265

第七节 激光在医学上的应用266

一、利用激光进行基础医学研究266

二、利用激光进行检测诊断266

三、利用激光进行各种治疗266

习题十三267

第十四章 X射线269

第一节 X射线的基本性质269

第三节 X射线的强度和硬度270

第二节 X射线的产生270

一、X射线的强度271

二、X射线的硬度271

第四节 X射线谱271

一、连续X射线谱272

二、标识X射线谱272

第五节 X射线的吸收274

第六节 医用X射线摄影与透视装置276

一、医用X射线摄影装置276

二、医用X射线透视装置277

一、概述278

第七节 X射线CT278

二、CT成像原理279

三、CT设备的系统结构280

习题十四281

第十五章 原子核与放射性283

第一节 原子核的结构283

一、原子核的组成283

二、放射性同位素和核素284

第二节 原子核的结合能与核力285

一、原子核的结合能285

一、α衰变288

二、核力288

第三节 原子核的放射性衰变288

二、β衰变和电子俘获289

三、γ衰变和内转换292

第四节 核衰变规律292

一、放射性衰变规律292

二、半衰期293

三、平均寿命295

四、放射性活度295

一、带电粒子与实物的相互作用296

第五节 射线与实物的相互作用296

二、γ射线与实物的相互作用298

三、中子与实物的相互作用300

第六节 射线的探测与射线的剂量301

一、射线的深测301

二、射线的剂量304

第七节 放射性在医疗中的应用305

一、医用加速器305

二、放射性诊断305

三、放射治疗306

一、粒子的基本性质307

第八节 基本粒子简介307

二、粒子的相互作用308

三、粒子的分类308

习题十五310

附录311

附表一 常用物理常量311

附表二 国际单位制312

附表三 数学符号及常用数学公式317

习题参考答案319

参考文献328