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绪论 1

核心篇 （A类内容） 7

第1章 刚体 7

1.1 力学基本定律 8

1.1.1 位移 速度 加速度 8

1.1.2 动量 动量守恒定律 10

1.1.3 功和能 能量守恒定律 12

1.2 刚体转动的运动学 16

1.2.1 角位移 角速度 角加速度 16

1.2.2 角量与线量的关系 17

1.3 刚体转动的动力学 17

1.3.1 转动动能 转动惯量 17

1.3.2 刚体定轴转动定律 20

1.3.3 刚体转动的角动量守恒定律 22

1.3.4 刚体的进动 25

习题 27

第2章 液体 29

2.1 理想流体 30

2.1.1 理想流体 30

2.1.2 定常流动 30

2.1.3 连续性方程 31

2.1.4 伯努利方程 32

2.1.5 伯努利方程的应用 33

2.2 黏性流体 38

2.2.1 层流 38

2.2.2 牛顿黏滞定律 38

2.2.3 湍流 雷诺数 39

2.2.4 黏性流体的伯努利方程 心脏做功 41

2.2.5 斯托克斯定律 43

2.2.6 泊肃叶定律 44

2.3 液体的表面现象 47

2.3.1 表面张力和表面能 47

2.3.2 弯曲液面的附加压强 50

2.3.3 毛细现象和气体栓塞 52

2.3.4 表面活性物质与表面吸附 55

习题 57

第3章 气体 60

3.1 理想气体的压强、温度和内能 61

3.1.1 物质微观结构 61

3.1.2 理想气体模型 62

3.1.3 理想气体的状态方程 62

3.1.4 理想气体的压强 63

3.1.5 理想气体的温度 65

3.1.6 理想气体的内能 65

3.1.7 道尔顿分压定律 66

3.2 气体分子的麦克斯韦速率分布律 67

3.2.1 速率分布函数 68

3.2.2 麦克斯韦速率分布律 68

3.2.3 气体分子的三种统计速率 69

3.2.4 玻尔兹曼能量分布律 70

习题 72

第4章 振动 73

4.1 简谐振动 74

4.1.1 简谐振动的动力学方程 74

4.1.2 简谐振动的特征量 76

4.1.3 简谐振动的旋转矢量表示法 79

4.1.4 简谐振动的能量 79

4.2 简谐振动的合成 82

4.2.1 同方向同频率的简谐振动的合成 82

4.2.2 同方向不同频率的简谐振动的合成 83

4.2.3 互相垂直的简谐振动的合成 85

4.2.4 频谱分析 86

习题 86

第5章 波动 88

5.1 机械波 89

5.1.1 机械波的产生和传播 89

5.1.2 机械波的几何描述 89

5.1.3 描述波的基本特征物理量 90

5.2 平面简谐波 90

5.2.1 平面简谐波的波函数 90

5.2.2 波函数的物理意义 92

5.3 波的能量与强度 93

5.3.1 波的能量 94

5.3.2 波的能量密度 94

5.3.3 波的强度 95

5.3.4 波在传播过程中的衰减 96

5.4 波的衍射和干涉 96

5.4.1 惠更斯原理 波的衍射 96

5.4.2 波的叠加原理 97

5.4.3 波的干涉 98

5.4.4 驻波 99

5.5 声波 100

5.5.1 声波的分类 100

5.5.2 声速 声压 声阻 101

5.5.3 声强和声强级 102

5.5.4 响度和响度级 104

5.6 多普勒效应 105

5.7 超声波及医学应用 108

5.7.1 超声波的特性 108

5.7.2 超声波的作用 109

5.7.3 超声波的产生与接收 110

5.7.4 超声波在医学上的应用 111

习题 114

第6章 波动光学 116

6.1 光的干涉 117

6.1.1 相干光 117

6.1.2 杨氏双缝干涉实验 118

6.1.3 光程差 120

6.1.4 劳埃德镜实验 122

6.1.5 薄膜干涉 123

6.2 光的衍射 128

6.2.1 单缝衍射 129

6.2.2 圆孔衍射 133

6.2.3 光栅衍射 134

6.3 光的偏振 136

6.3.1 偏振光和自然光 137

6.3.2 起偏和检偏马吕斯定律 138

6.3.3 布儒斯特定律 140

6.3.4 旋光现象 142

习题 143

第7章 静电场 145

7.1 库仑定律 146

7.1.1 电荷及其性质 146

7.1.2 库仑定理 146

7.1.3 电场强度叠加原理及其应用 148

7.2 静电场的高斯定理 155

7.2.1 电通量 155

7.2.2 静电场的高斯定理 157

7.3 静电场的环路定理 162

7.3.1 电势 电势叠加原理 162

7.3.2 电场强度和电势的关系 167

7.3.3 静电场的环路定理 170

习题 171

第8章 磁场 174

8.1 磁感应强度 175

8.1.1 磁现象 175

8.1.2 磁场及磁感应强度 176

8.1.3 磁感应线 磁通量及磁场的高斯定理 176

8.2 毕奥-萨伐尔定律 177

8.2.1 毕奥-萨伐尔定律 177

8.2.2 毕奥-萨伐尔定律的应用 178

8.3 安培环路定理及其应用 182

8.3.1 安培环路定理 182

8.3.2 安培环路定理的应用 183

8.4 磁场力 185

8.4.1 洛伦兹力 185

8.4.2 安培力 188

8.4.3 磁场对载流线圈的作用 190

8.4.4 磁力的功 191

8.5 磁场中的磁介质 192

8.5.1 磁介质的磁化 192

8.5.2 磁介质中的安培环路定理 194

8.6 电磁感应 196

8.6.1 法拉第电磁感应定律 196

8.6.2 动生电动势与感生电动势 197

8.6.3 电场和磁场的能量 199

习题 200

第9章 直流电 202

9.1 欧姆定律的微分形式 203

9.1.1 恒定电流 电流密度 203

9.1.2 欧姆定律的微分形式 204

9.1.3 电功和电功率 206

9.1.4 电动势 207

9.2 直流电路 209

9.2.1 一段含源电路的欧姆定律 209

9.2.2 基尔霍夫方程组 211

9.3 电容 214

9.3.1 RC电路的充电过程 215

9.3.2 RC电路的放电过程 217

9.3.3 心脏除颤 218

习题 220

第10章 量子力学基础 223

10.1 热辐射和普朗克能量量子化假设 224

10.1.1 热辐射 224

10.1.2 黑体辐射实验 225

10.1.3 普朗克能量量子化假设 227

10.2 光的波粒二象性 228

10.2.1 光电效应 228

10.2.2 康普顿效应 232

10.3 物质波及其波动性 236

10.3.1 德布罗意物质波 236

10.3.2 不确定关系 239

10.3.3 波函数及其统计解释 240

习题 243

扩展篇 （B类内容） 247

第11章 热力学 247

11.1 热力学第零定律 248

11.1.1 平衡态 状态参量 热力学第零定律 248

11.1.2 理想气体的状态方程 249

11.1.3 准静态过程 热量、功和内能 250

11.2 热力学第一定律 251

11.2.1 热力学第一定律 251

11.2.2 典型的热力学过程 252

11.3 热力学第二定律 255

11.3.1 热力学第二定律 255

11.3.2 熵和熵增加原理 258

11.3.3 玻尔兹曼熵关系式 260

习题 262

第12章 几何光学 266

12.1 球面折射 267

12.1.1 单球面折射成像 267

12.1.2 共轴球面系统 270

12.2 透镜 270

12.2.1 透镜基础知识 271

12.2.2 薄透镜成像公式 272

12.2.3 薄透镜组合 273

12.2.4 柱面透镜 274

12.2.5 透镜像差 275

12.3 几何光学的应用 276

12.3.1 眼睛与视力矫正 276

12.3.2 放大镜 280

12.3.3 光学显微镜 281

12.3.4 荧光显微镜和电子显微镜 284

12.3.5 纤镜 285

习题 286

第13章 激光 288

13.1 激光的基本原理 289

13.1.1 粒子数按能级分布和辐射跃迁 289

13.1.2 加强受激辐射的两个条件 291

13.1.3 激光器的基本结构 293

13.2 激光的特点及其医学应用 296

13.2.1 激光的特性 296

13.2.2 激光的生物效应 297

13.2.3 激光的医学应用 298

13.3 激光全息照相 300

13.3.1 全息照相的过程和特点 300

13.3.2 全息照相的原理 302

13.3.3 激光全息术的应用 304

习题 305

第14章 X射线 306

14.1 X射线的产生及其基本性质 307

14.1.1 X射线的产生 307

14.1.2 X射线的基本性质 309

14.1.3 X射线的强度和硬度 310

14.1.4 X射线谱 311

14.2 X射线与物质的作用及其应用 314

14.2.1 X射线的衍射 314

14.2.2 X射线的吸收 315

14.2.3 X射线的衰减 317

14.2.4 X射线的医学应用 320

习题 326

第15章 核物理 327

15.1 原子核的基本性质 328

15.1.1 原子核的电荷、质量、大小 328

15.1.2 原子核的自旋、磁矩 329

15.1.3 原子核质量亏损、结合能 330

15.2 原子核的放射性衰变、辐射剂量与防护 332

15.2.1 原子核的放射性衰变 332

15.2.2 核辐射剂量与防护 337

15.3 放射性核素的医学应用 340

15.3.1 放射诊断 340

15.3.2 放射治疗 343

习题 344

现代医药科学与技术的物理基础专题篇 （自选内容）第16章 核磁共振成像 347

16.1 核磁共振信号的产生 348

16.1.1 核磁共振的微观描述 348

16.1.2 核磁共振的宏观描述 350

16.1.3 弛豫过程及其特征量 352

16.1.4 弛豫时间作为成像参数的生理基础和物理依据 353

16.2 磁共振成像参数与基础脉冲序列 354

16.2.1 成像参数与加权 354

16.2.2 自由感应衰减信号与成像参数加权 355

16.2.3 自旋回波序列（SE）与成像参数加权 355

16.2.4 反转恢复自旋回波序列的转折点和基本应用 358

16.3 磁共振成像的图像重建 360

16.3.1 体素空间坐标的确立 360

16.3.2 成像所需时间 362

思考题 362

参考文献 363

索引 365