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绪论1

第一章 生物力学基础3

1-1 刚体的定轴转动3

一、角量与线量的关系3

二、转动动能和转动惯量5

三、力矩和转动定律7

四、刚体的角动量8

1-2 应变 应力 弹性模量9

一、正应变和正应力9

二、切应变和切应力11

三、体应变和体压强12

1-3 人体生物材料的力学性质12

一、骨的力学性质12

二、肌肉的力学性质14

三、血管壁的力学性质16

1-4 作用在骨骼上的力17

一、物体平衡的力学条件17

二、作用在踝关节的力19

三、作用在髋关节的力20

四、作用在脊柱上的力22

习题一23

第二章 流体的运动26

2-1 连续性方程26

一、理想流体 稳定流动26

二、连续性方程27

三、循环系统中血流速度的分布28

2-2 伯努利方程28

一、伯努利方程28

二、流量计 流速计30

三、虹吸管 空吸作用31

2-3 黏性流体的流动33

一、层流 牛顿黏性定律33

二、血液的黏度35

三、红细胞的轴向集中35

四、湍流 雷诺数36

五、黏性流体的伯努利方程37

2-4 泊肃叶公式和斯托克斯定律38

一、泊肃叶公式38

二、体循环总外周阻力40

三、斯托克斯定律41

四、红细胞的沉降42

2-5 血压的测量43

一、循环系统中的血压分布43

二、血压的测量原理44

三、体位对血压测量的影响45

2-6 心脏做功46

一、血液循环的物理模型46

二、心脏做功47

习题二48

第三章 分子动理论51

3-1 物质的微观结构51

一、热运动 分子力51

二、理想气体的微观模型52

3-2 气体的运动53

一、平衡态 状态参量53

二、理想气体物态方程54

三、理想气体的压强公式55

四、理想气体的能量公式57

五、道尔顿分压定律58

3-3 热平衡态的统计分布59

一、麦克斯韦速率分布定律59

二、玻耳兹曼能量分布定律61

三、气体的溶解 高压氧治疗63

3-4 液体的表面现象64

一、表面张力 表面能64

二、弯曲液面下的附加压强67

三、肺泡的吸气和稳定68

四、毛细现象 气体栓塞69

习题三72

第四章 热力学基础74

4-1 热力学的一些基本概念74

一、热力学系统及其基本描述74

二、内能 功和热75

4-2 热力学第一定律77

一、热力学第一定律77

二、热力学第一定律的应用78

三、循环过程 热机和制冷机82

四、人体的能量交换86

五、体温的恒定和控制87

4-3 热力学第二定律89

一、热力学第二定律89

二、可逆过程与不可逆过程90

三、热力学第二定律的统计意义90

4-4 熵和熵增加原理91

一、熵的概念91

二、熵增加原理92

三、人体中的熵变问题93

习题四94

第五章 静电场96

5-1 电场和电场强度96

一、电场 库仑定律96

二、电场强度97

三、场强叠加原理97

四、电场线和电场强度通量99

五、高斯定理及其应用100

5-2 电势103

一、静电场力做功103

二、电势能 电势104

三、场强与电势的关系105

四、电偶极子电场的电势107

五、电偶层电场的电势108

5-3 静电场中的导体110

一、导体的静电平衡110

二、静电平衡时导体上的电荷分布111

三、静电屏蔽112

5-4 电介质极化和电容器112

一、电介质的极化112

二、电介质中的电场强度114

三、电容器115

四、静电场的能量116

5-5 细胞膜电位 心电图的电学原理117

一、能斯特方程117

二、细胞静息电位118

三、心电的产生和心电偶119

四、心电图机和心电导联121

习题五123

第六章 磁场126

6-1 磁场和磁感应强度126

一、磁场力和磁感应强度126

二、磁感应线和磁通量127

三、毕奥-萨伐尔定律128

四、几种电流的磁场128

五、安培环路定理131

6-2 磁场对运动电荷和电流的作用133

一、带电粒子在磁场中的运动磁聚焦133

二、质谱仪134

三、霍尔效应135

四、电磁流量计 电磁泵136

五、磁场对载流导线的作用137

六、磁场对载流线圈的作用138

6-3 磁介质和超导磁体140

一、物质的磁性和磁化140

二、超导体及其抗磁性142

三、超导磁体143

6-4 电磁感应143

一、电磁感应定律143

二、动生电动势144

三、感生电动势 涡旋电场146

四、自感和互感147

五、磁场的能量148

6-5 生物磁现象149

一、人体生物磁场149

二、磁场的生物效应151

习题六152

第七章 电流与电路155

7-1 电流密度155

一、电流 电流密度155

二、欧姆定律的微分形式157

三、电解质的导电159

四、电泳159

7-2 电路的基本定律160

一、含源电路的欧姆定律160

二、基尔霍夫电路定律162

三、桥式应变片压力-电压转换电路163

7-3 电容器的充放电165

一、电容器的充电过程165

二、电容器的放电过程166

三、心脏除颤器167

7-4 示波器168

一、示波管的结构和作用169

二、示波原理171

三、示波器的基本组成173

四、心电示波器174

7-5 电流对人体的作用174

一、人体的导电特性174

二、直流电对人体的作用176

三、低频电的作用 心脏起搏器176

四、高频电疗和高频电刀178

五、人体的触电问题179

习题七180

第八章 振动和波184

8-1 振动184

一、简谐振动方程184

二、简谐振动方程的建立185

三、简谐振动的旋转矢量图示法186

四、简谐振动的能量187

五、阻尼振动 受迫振动 共振188

8-2 振动的合成和分解189

一、同方向同频率简谐振动的合成190

二、同方向不同频率简谐振动的合成 拍191

三、复杂振动的分解191

8-3 简谐波193

一、波的产生和传播193

二、惠更斯原理194

三、波动方程195

四、波的能量和强度197

五、波的衰减198

8-4 波的干涉199

一、波的叠加原理199

二、波的干涉200

三、驻波201

习题八203

第九章 声和超声205

9-1 声波205

一、声波的速度205

二、声压和声阻抗206

三、声强和声强反射系数207

四、多普勒效应208

9-2 声学在医学中的应用211

一、人耳的听觉区域211

二、声强级和响度级212

三、体外冲击波碎石213

9-3 超声波214

一、超声波的性质214

二、超声波对物质的作用 超声刀215

三、超声波的产生和接收216

9-4 常用超声诊断仪217

一、A型超声诊断仪217

二、B型超声切面显像仪219

三、M型超声心动图仪221

9-5 超声多普勒诊断仪222

一、超声多普勒血流频谱分析222

二、超声多普勒血流仪224

三、彩色多普勒血流显像仪226

习题九228

第十章 波动光学230

10-1 光的干涉230

一、光的相干性230

二、杨氏双缝干涉实验231

三、光程和光程差233

四、薄膜干涉234

10-2 光的衍射237

一、单缝衍射237

二、圆孔衍射240

三、衍射光栅241

10-3 光的偏振243

一、自然光和偏振光243

二、起偏和检偏 马吕斯定律244

三、反射光和折射光的偏振245

四、双折射现象 二向色性246

五、旋光性 糖量计248

10-4 液晶249

一、液晶的光学特性249

二、液晶的电光效应249

10-5 光的吸收250

一、朗伯-比尔定律250

二、比色分析法原理251

习题十252

第十一章 几何光学255

11-1 球面折射255

一、折射定律255

二、单球面折射256

三、共轴球面系统257

11-2 透镜成像258

一、薄透镜成像258

二、薄透镜的组合261

三、共轴球面系统的三对基点262

四、透镜的像差265

11-3 眼的光学系统266

一、眼的结构和光学性质266

二、眼的分辨本领和视力268

三、眼的色觉 色盲269

11-4 屈光不正眼的矫正269

一、近视眼270

二、远视眼271

三、散光眼271

11-5 医用光学仪器273

一、放大镜 角放大率273

二、光学显微镜274

三、几种特殊光学显微镜简介278

四、检眼镜279

五、光导纤维内窥镜280

习题十一281

第十二章 量子力学基础283

12-1 黑体辐射283

一、黑体辐射定律283

二、普朗克的量子假设285

12-2 光的量子性286

一、光电效应的实验规律286

二、爱因斯坦的光子假设287

三、光的波粒二象性288

四、康普顿效应289

12-3 氢原子的玻尔理论290

一、氢原子光谱的规律性290

二、玻尔的假设及其推论291

12-4 实物粒子的波动性294

一、德布罗意的假设294

二、德布罗意波的实验证明295

三、电子显微镜295

四、波函数的物理意义296

五、不确定关系298

12-5 薛定谔方程299

一、薛定谔方程的建立299

二、一维势阱中的粒子300

三、隧道效应 扫描隧穿显微镜302

四、四个量子数304

五、定态波函数和概率分布306

习题十二308

第十三章 光谱 激光和X射线310

13-1 光谱310

一、原子光谱310

二、分子光谱311

三、拉曼散射光谱312

13-2 激光314

一、激光的特点314

二、激光的产生原理315

三、医学上常用的激光器317

四、激光的生物效应318

五、激光的医学应用319

13-3 X射线321

一、X射线的衍射321

二、X射线的基本性质322

三、X射线的产生322

四、X射线的强度和硬度324

五、X射线谱325

六、物质对X射线的吸收规律328

13-4 X射线的医学应用329

一、X射线摄影和透视330

二、数字减影血管造影331

三、X射线CT332

四、X射线治疗335

习题十三336

第十四章 原子核与放射性338

14-1 原子核的结构和性质338

一、原子核的组成338

二、原子核的性质339

三、放射性核素和同位素340

四、结合能 原子核的稳定性340

14-2 原子核的放射性衰变342

一、α衰变342

二、β衰变和电子俘获343

三、γ衰变和内转换346

14-3 核衰变的规律346

一、指数衰变定律346

二、半衰期和平均寿命347

三、放射性活度349

四、放射平衡350

14-4 射线与物质的相互作用351

一、带电粒子与物质的相互作用351

二、光子与物质的相互作用352

三、中子与物质的相互作用354

14-5 射线的探测、剂量与防护355

一、射线的探测355

二、射线的剂量357

三、放射性防护357

14-6 放射性核素的医学应用358

一、放射治疗与γ刀358

二、示踪诊断360

三、放射性核素成像361

习题十四364

第十五章 磁共振成像366

15-1 核磁共振的基本概念366

一、原子核在磁场中的进动366

二、核磁共振现象368

三、弛豫过程和弛豫时间371

15-2 磁共振成像的原理和方法372

一、磁共振成像的基本原理372

二、磁共振成像的基本方法373

15-3 磁共振成像系统377

一、磁体和梯度线圈378

二、射频装置379

三、电脑系统380

15-4 磁共振成像的临床应用与最新进展380

一、磁共振影像技术的特点和优势380

二、磁共振影像技术的医学应用381

三、磁共振影像技术的最新进展382

习题十五383

附录384

附录一 矢量的标积和矢积384

附录二 国际单位制（SI）385

附录三 一些单位的换算关系387

附录四 常用基本物理常量388

附录五 希腊字母表388

参考文献389