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第一章 刚体的定轴转动 1

§1.1 角量和线量 1

1.1.1 刚体的定轴转动 1

1.1.2 角量 1

1.1.3 角量与线量的关系 4

§1.2 转动定律 转动惯量 4

1.2.1 转动力矩 4

1.2.2 转动定律 5

1.2.3 转动惯量 7

1.2.4 转动动能 10

1.2.5 力矩的功 10

§1.3 角动量 角动量守恒定律 11

1.3.1 角动量 11

1.3.2 冲量矩 11

1.3.3 角动量定理 11

1.3.4 角动量守恒定律 12

§1.4 旋进 12

习题一 13

第二章 物体的弹性骨的力学性质 18

§2.1 应力和应变 18

2.1.1 应力 18

2.1.2 应变 19

§2.2 弹性模量 20

2.2.1 弹性与塑性 20

2.2.2 弹性模量 21

§2.3 形变势能 23

§2.4 骨的力学性质 21

2.4.1 骨的受力 24

2.4.2 骨的力学特性 26

习题二 28

第三章 血液的流动 30

§3.1 理想流体的定常流动 30

3.1.1 基本概念 30

3.1.2 连续性方程 32

3.1.3 伯努利方程 32

3.1.4 方程的应用 34

§3.2 血液的层流 38

3.2.1 基本概念 38

3.2.2 连续性方程 人体内血流速度分布 41

3.2.3 伯努利方程 心脏做功 42

3.2.4 泊肃叶定律 外周阻力 45

3.2.5 斯托克斯黏性公式 血沉 48

习题三 49

第四章 振动与波动 53

§4.1 简谐振动 53

4.1.1 简谐振动方程 54

4.1.2 描述简谐振动的特征量 55

4.1.3 初始条件 57

4.1.4 简谐振动的旋转矢量表示法 57

4.1.5 简谐振动的能量 59

§4.2 简谐振动的叠加 60

4.2.1 同方向、同频率的两个简谐振动的合成 60

4.2.2 同方向、不同频率的两个简谐振动的合成 拍 62

4.2.3 两个互相垂直的简谐振动的合成 64

§4.3 振动的分解 频谱分析 67

§4.4 阻尼振动 受迫振动 共振 68

4.4.1 阻尼振动 68

4.4.2 受迫振动 70

4.4.3 共振 71

4.4.4 非线性振动 71

§4.5 波动方程 72

4.5.1 波的产生和传播 72

4.5.2 横波和纵波 72

4.5.3 波面与波线 73

4.5.4 波的周期、频率和波长 73

4.5.5 平面简谐波 74

§4.6 波的能量 能流密度 78

4.6.1 波的能量 78

4.6.2 波的能流密度 80

4.6.3 波的强度与距离的关系 81

4.6.4 介质对波能量的吸收 81

§4.7 波的干涉 82

4.7.1 波的叠加原理 82

4.7.2 波的干涉 82

4.7.3 驻波 84

习题四 87

第五章 超声波 超声诊断仪的物理原理 93

§5.1 声波 93

5.1.1 声波的基本性质 93

5.1.2 声强级 听觉区域 响度级 94

5.1.3 声波的多普勒效应 96

§5.2 超声波的基本性质及数学表述 99

5.2.1 超声波的动力学方程 100

5.2.2 超声波的速度 100

5.2.3 声压与声压方程 100

5.2.4 声特性阻抗 102

§5.3 超声在介质中的传播规律 103

5.3.1 反射与透射 104

5.3.2 衍射与散射 107

5.3.3 声束通过介质薄层 108

§5.4 超声在介质中的衰减规律 109

5.4.1 超声在介质中的衰减特征 109

5.4.2 超声在介质中的吸收衰减规律 110

5.4.3 测量介质吸收超声的参数 111

5.4.4 超声与物质的相互作用 113

§5.5 超声的产生及声场基本特征 114

5.5.1 超声探头 114

5.5.2 超声束的形状 115

§5.6 超声诊断仪的物理原理 117

5.6.1 A型超声 118

5.6.2 M型超声 118

5.6.3 B型超声 119

5.6.4 D型超声 121

5.6.5 彩超 124

习题五 126

第六章 狭义相对论 129

§6.1 伽利略变换和经典力学时空观 129

6.1.1 伽利略相对性原理 129

6.1.2 伽利略变换 130

6.1.3 经典力学的时空观 131

§6.2 狭义相对论的基本假设 洛伦兹变换 131

6.2.1 迈克耳孙-莫雷实验 131

6.2.2 狭义相对论的基本假设 132

6.2.3 洛伦兹变换 133

§6.3 狭义相对论的时空观 134

6.3.1 同时的相对性 134

6.3.2 时间延缓 135

6.3.3 长度收缩 135

§6.4 狭义相对论动力学 137

6.4.1 相对论动量、质量、质点动力学基本方程 137

6.4.2 相对论动能 138

6.4.3 质能关系式 139

6.4.4 能量和动量的关系 140

习题六 141

第七章 液体的表面性质 143

§7.1 液体的表面张力和表面能 143

7.1.1 表面张力 143

7.1.2 表面能 145

7.1.3 液体表面层中的分子力作用 145

§7.2 弯曲液面的附加压强 147

7.2.1 附加压强 147

7.2.2 肺泡中的表面活性物质 150

§7.3 液体与固体接触处的表面现象 毛细现象 151

7.3.1 液体与固体接触处的表面现象 151

7.3.2 毛细现象 152

7.3.3 气体栓塞 153

习题七 154

第八章 静电学 156

§8.1 电场 电场强度 156

8.1.1 库仑定律 156

8.1.2 电场和电场强度 157

8.1.3 电场强度的计算 157

§8.2 高斯定理及其应用 162

8.2.1 电场线 电场强度通量 162

8.2.2 高斯定理 163

8.2.3 高斯定理的应用 166

§8.3 电场力做功 电势 168

8.3.1 电场力做功 168

8.3.2 电势能 电势 170

8.3.3 等势面 电场强度与电势的关系 173

§8.4 电偶极子 电偶层 心电 175

8.4.1 电偶极子 175

8.4.2 电偶层 176

8.4.3 心电向量和心电向量环 178

8.4.4 体表心电的形成 179

§8.5 静电场中的电介质 180

8.5.1 电介质及其极化 180

8.5.2 电介质中的场强 183

§8.6 电容 电场的能量 185

8.6.1 电容 185

8.6.2 带电系统的能量 186

8.6.3 静电场的能量 186

习题八 188

第九章 电流的磁场 192

§9.1 磁感应强度 磁通量 192

9.1.1 磁感应强度 192

9.1.2 磁感应线 磁通量和磁场中的高斯定理 193

§9.2 毕奥-萨伐尔定律及其应用 194

9.2.1 毕奥-萨伐尔定律 194

9.2.2 毕奥-萨伐尔定律的应用 195

§9.3 安培环路定律及其应用 198

9.3.1 安培环路定律 198

9.3.2 安培环路定律的应用 199

§9.4 磁场对电流的作用 201

9.4.1 磁场对运动电荷的作用 201

9.4.2 磁场对电流的作用 203

§9.5 生物磁场和磁场的生物效应 207

9.5.1 生物磁场 207

9.5.2 磁场的生物效应 209

习题九 209

第十章 恒定电流 213

§10.1 欧姆定律的微分形式 213

10.1.1 电流 电流密度 213

10.1.2 欧姆定律的微分形式 215

§10.2 电动势 生物膜电位 216

10.2.1 电动势 216

10.2.2 细胞跨膜电位 218

§10.3 直流电路 220

10.3.1 闭合电路的欧姆定律 220

1O.3.2 基尔霍夫定律 220

§10.4 电容器的充放电过程 223

10.4.1 充电过程 223

10.4.2 放电过程 225

§10.5 电流对人体的作用 225

10.5.1 直流电对人体的作用 226

10.5.2 低频交流电流对人体的作用 228

10.5.3 中频、高频交流电流对人体的作用 228

习题十 230

第十一章 眼睛的屈光 232

§11.1 眼睛的屈光系统 232

11.1.1 眼睛的生理结构 232

11.1.2 示意眼 233

11.1.3 简化眼 233

§11.2 球面的屈光 234

11.2.1 单球面 234

11.2.2 共轴多球面 237

§11.3 透镜的屈光 240

11.3.1 薄透镜 241

11.3.2 薄透镜的组合 244

11.3.3 圆柱透镜 245

11.3.4 透镜的像差 245

§11.4 眼睛的屈光不正及其物理矫正 247

11.4.1 近视眼 248

11.4.2 远视眼 249

11.4.3 老花眼 250

11.4.4 散光眼 251

习题十一 251

第十二章 波动光学 255

§12.1 光的干涉 255

12.1.1 光波 光的相干性 255

12.1.2 双缝干涉 256

12.1.3 光程和光程差 260

12.1.4 薄膜干涉 261

12.1.5 劈形空气隙干涉 264

12.1.6 迈克耳孙干涉仪 265

§12.2 光的衍射 266

12.2.1 惠更斯-菲涅耳原理 266

12.2.2 夫琅禾费单缝衍射 267

12.2.3 夫琅禾费圆孔衍射 271

12.2.4 光栅的衍射 273

§12.3 光的偏振 277

12.3.1 自然光与偏振光 277

12.3.2 起偏与检偏 278

12.3.3 马吕斯定律 280

12.3.4 旋光现象 281

习题十二 283

第十三章 量子力学基础 287

§13.1 热辐射 普朗克的量子假设 287

13.1.1 热辐射 287

13.1.2 黑体辐射实验规律 289

13.1.3 普朗克能量子假设 290

13.1.4 热辐射的医学应用 291

§13.2 光电效应 爱因斯坦的光子假说 292

13.2.1 光电效应实验规律 292

13.2.2 爱因斯坦光子假说 293

13.2.3 光的波粒二象性 294

13.2.4 光电效应的应用 294

§13.3 康普顿效应 295

13.3.1 康普顿效应的实验规律 295

13.3.2 康普顿效应的光子理论解释 296

§13.4 玻尔的氢原子理论 297

13.4.1 氢原子光谱 297

13.4.2 玻尔的氢原子理论 299

§13.5 微观粒子的波动性 302

13.5.1 德布罗意物质波假设 302

13.5.2 物质波的实验验证 303

13.5.3 不确定关系 305

§13.6 波函数 薛定谔方程 307

13.6.1 波函数及其统计解释 307

13.6.2 薛定谔方程 309

13.6.3 一维无限深势阱中的粒子 310

13.6.4 一维谐振子 312

13.6.5 一维势垒 313

习题十三 315

第十四章 激光及其在生物医学中的应用 318

§14.1 激光基本原理 319

14.1.1 光与物质的相互作用理论 319

14.1.2 粒子数反转原理 320

14.1.3 光学谐振腔 322

14.1.4 激励装置 325

§14.2 激光主要参数与特性 326

14.2.1 激光主要参数 326

14.2.2 激光的特点 327

14.2.3 典型激光器 330

§14.3 激光生物效应与技术 332

14.3.1 激光生物效应 332

14.3.2 激光生物技术 336

§14.4 激光在临床医学中的应用 341

14.4.1 激光诊断方法 341

14.4.2 激光治疗方法 343

14.4.3 激光的其他临床应用 349

习题十四 349

第十五章 原子核物理核磁共振成像原理 351

§15.1 原子核的性质 351

15.1.1 原子核的组成 351

15.1.2 质量亏损和结合能 352

15.1.3 核力 353

§15.2 放射性核素的衰变 355

15.2.1 α衰变 355

15.2.2 β衰变和电子俘获 355

15.2.3 γ衰变和内转换 356

§15.3 放射性核素的衰变规律 357

15.3.1 核衰变定律 357

15.3.2 半衰期和平均寿命 358

15.3.3 放射性活度 360

§15.4 射线与物质的相互作用 361

15.4.1 带电粒子与物质的相互作用 361

15.1.2 光子与物质的相互作用 364

15.4.3 中子与物质的相互作用 364

§15.5 射线的剂量和防护 365

15.5.1 射线的剂量 365

15.5.2 射线的防护 366

§15.6 放射性核素在医学上的应用 367

15.6.1 治疗方面 367

15.6.2 示踪原子 368

§15.7 核磁共振成像原理 369

15.7.1 核磁共振的基本原理 369

15.7.2 核磁共振的宏观描述 373

15.7.3 磁共振成像 377

15.7.4 人体的磁共振成像 380

15.7.5 磁共振成像的医学诊断依据 382

15.7.6 磁共振成像的特点及现状 384

习题十五 385

第十六章 X射线成像的物理基础 387

§16.1 X射线的产生及其基本性质 387

16.1.1 X射线的产生 387

16.1.2 X射线的基本性质 388

16.1.3 X射线的强度和硬度 389

§16.2 X射线衍射 X射线谱 390

16.2.1 X射线衍射 390

16.2.2 X射线谱 391

§16.3 X射线的吸收 394

16.3.1 线性吸收系数及质量吸收系数 394

16.3.2 半价层 395

16.3.3 质量吸收系数与波长的关系 395

§16.4 X射线成像 396

16.4.1 常规X射线投影成像 396

16.4.2 X射线电子计算机断层成像 397

习题十六 402

附录A 常用基本物理常量（2006年推荐值） 404

附录B 部分数学公式 405

附录C 希腊字母表 409

附录D 三种坐标系中的线元、面元和体积元 410

附录E 两个矢量的标积和矢积 411

参考文献 413