医用物理学PDF电子书下载

第一章 力学基本定律 4

第一节 质点运动学 4

一、参照系、坐标系、位矢 4

二、位移、速度、加速度 5

三、法向加速度和切向加速度 7

第二节 牛顿运动定律 8

一、牛顿运动定律 8

二、惯性系与非惯性系 9

三、力学单位和量纲 11

第三节 功和能、机械能守恒定律 13

一、功 13

二、势能和动能 14

三、功能原理、机械能守恒定律 15

第四节 动量、动量守恒定律 16

一、冲量与动量 16

二、动量守恒定律 16

第五节 刚体的转动 18

一、刚体的定轴转动的运动学 18

二、转动动能、转动惯量 19

三、刚体定轴转动定律 22

四、力矩作功、刚体定轴转动的动能定理 23

五、角动量、角动量守恒定律 26

六、进动 28

第六节 经典力学的适用范围 29

一、经典力学只适用于解决物体的低速运动，而不能用于处理高速运动问题 30

习题一 31

二、经典力学只适用于宏观物体，而一般不适用于微观粒子 31

第二章 物体的弹性 33

第一节 应变和应力 33

一、应变 33

二、应力 34

第二节 弹性模量 35

一、弹性与范性 35

二、弹性模量 36

第三节 力常数 38

第四节 弹性势能 39

第五节 肌肉和骨骼的弹性 39

习题二 40

一、理想流体 42

第一节 理想流体、稳定流动 42

第三章 流体的运动 42

二、稳定流动 43

三、连续性方程 43

第二节 柏努利方程 44

一、柏努利方程 44

二、柏努利方程的应用 46

第三节 粘性流体的流动 48

一、层流和湍流 48

二、牛顿粘滞定律 48

三、雷诺数 49

第四节 粘性流体的运动规律 50

一、粘性流体的柏努利方程 50

二、泊肃叶公式 50

二、电偶极子电场的电势 （1 53

习题三 53

三、斯托克司定律 53

一、简谐振动的基本特征 55

第四章 振动、波动和声波 55

第一节 简谐振动 55

二、简谐振动的位移、速度和加速度 57

三、简谐振动的物理量 57

四、简谐振动的几何表示法 59

五、简谐振动的能量 59

第二节 阻尼振动、受迫振动和共振 60

一、阻尼振动 60

二、受迫振动和共振 61

第三节 简谐振动的合成 61

一、两个同方向、同频率简谐振动的合成 61

二、同方向不同频率简谐振动的合成拍 63

三、频谱分析 64

四、振动方向互相垂直的简谐振动的合成 65

一、机械波的产生 68

二、波长、频率及波速的关系 68

第四节 简谐波 68

三、波的几何描述 69

第五节 简谐波的波动方程 69

第六节 波的能量 71

一、波的能量 71

二、能量密度和能流密度 72

三、波的衰减 73

第七节 惠更斯原理 74

一、惠更斯原理 74

三、波的折射 75

二、波的衍射 75

二、波的干涉 76

第八节 波的干涉 76

一、波的叠加原理 76

一、驻波的形成 78

第九节 驻波 78

二、驻波的能量及半波损失 79

第十节 声波 80

一、声振动和声波 80

二、声压、声阻和声强 81

三、声波的反射与折射 83

四、声强级与响度级 85

第十一节 多普勒效应 86

一、波源和观察者在其连线上运动 87

二、波源和观察者的运动不在连线上 88

三、多普勒效应的应用 88

一、超声波的性质 89

第十二节 超声波及其医疗应用 89

二、超声波的产生和探测 90

三、超声扫描仪及其医疗应用 90

习题四 92

第五章 分子物理学 95

第一节 分子运动论基本概念 95

一、宏观物体是由大量分子（或原子）所组成 95

二、分子热运动 95

三、分子间的相互作用力 96

四、分子现象的统计规律 96

第二节 理想气体状态方程、压强公式和能量公式 97

一、理想气体的状态方程 97

二、理想气体的压强公式 98

三、理想气体的能量公式 101

四、理想气体定律的推导 102

一、麦克斯韦气体分子速率分布律 103

第三节 气体分子速率和能量的统计分布 103

二、气体分子的能量分布 105

三、气体分子的平均碰撞频率和平均自由程 106

四、气体内的输运现象 108

第四节 液体的表面现象 111

一、液体的表面张力和表面能 111

二、球形液面内外压强差 114

三、毛细现象与气体栓塞 115

四、表面活性物质、表面吸附 118

习题五 119

第一节 热力学的基本概念 121

一、系统与环境 121

二、状态与过程 121

第六章 热力学基本定律 121

三、功、热量、内能 122

第二节 热力学第一定律 123

第三节 热力学第一定律的应用 124

一、等容过程 124

二、等压过程 125

三、等温过程 126

四、绝热过程 127

一、循环过程和热机的效率 129

第四节 循环过程、卡诺循环 129

二、卡诺循环 131

第五节 热力学第二定律 132

一、热力学第二定律 132

二、可逆过程与不可逆过程 134

三、热力学第二定律的统计意义和适用范围 134

四、熵、熵增原理 136

第六节 生物热力学 137

一、人体代谢过程中的能量转换 137

二、生物系统热力学 138

习题六 139

一、电场、电场强度 141

第一节 电场、电场强度 141

第七章 静电场 141

三、点电荷及点电荷系的场强 142

二、场强的叠加原理 142

四、电力线、电通量 143

第二节 高斯定理 145

一、高斯定理 145

二、高斯定理的应用 147

第三节 电场力作功、电势 148

一、静电场力作功 148

二、电荷在静电场中的电势能 149

三、电势和电势差 150

四、点电荷及点电荷系电场的电势 150

五、等势面和电势梯度 151

一、电偶极子 153

第四节 电偶极子电场 153

三、均匀电场中的电偶极子 154

四、电偶层 155

第五节 静电场中的电介质 156

一、电介质及其极化 156

二、均匀电介质中的静电场 157

三、介电常数 158

第六节 静电场的能量 160

一、电容器 160

二、电容器中的电场能量 161

三、静电场的能量和能量密度 161

第七节 心电知识 163

一、心电向量 164

二、心电图波形的形成 165

三、中心电端 165

习题七 167

第八章 直流电 169

第一节 稳恒电流 169

一、电流密度 169

二、欧姆定律的微分形式 170

三、电解质导电 171

第二节 电源电动势 172

一、电源电动势 172

二、含源电路的欧姆定律 174

第三节 基尔霍夫定律及其应用 175

二、基尔霍夫第二定律 176

一、基尔霍夫第一定律 176

三、基尔霍夫定律的应用 177

第四节 电容器的充电及放电过程 180

一、放电过程 180

二、充电过程 181

三、时间常数 182

第五节 电泳和电渗 183

一、电泳 183

二、电渗 184

习题八 184

一、基本磁现象 186

二、磁场 186

第一节 磁场、磁感应强度 186

第九章 磁场 186

三、磁感应强度 187

第二节 磁场对运动电荷和电流的作用 188

一、洛伦兹力 188

二、霍尔效应 190

三、磁场对载流导线的作用 192

第三节 电流产生的磁场 194

一、毕奥－萨伐尔定律 194

二、载流长直导线的磁场 195

三、载流圆线圈轴线上的磁场 196

四、载流直螺线管中的磁场 197

第四节 磁介质 199

一、磁介质中的磁场、磁导率 199

二、磁介质的磁化 200

一、磁通量 202

第五节 电磁感应现象 202

二、电磁感应 203

三、自感现象 204

一、RL电路的暂态过程 205

二、磁场的能量 207

习题九 209

第十章 交流电 211

第一节 简谐式交流电 211

一、简谐式交流电 211

二、纯电阻的交流电路 211

三、纯电容的交流电路 212

四、纯电感的交流电路 213

第二节 RLC串联交流电路 215

一、RLC串联交流电路 215

二、RC串联电路 216

三、RLC串联谐振 218

第三节 生物电阻抗 219

一、生物机体的交流等效电路 219

二、机体电阻抗的测量 220

三、电阻抗图 221

第四节 电磁振荡与电磁波 223

一、涡旋电场和位移电流 223

二、电磁振荡 224

三、电磁波 226

四、电磁波谱 227

五、无线电波和微波的医疗应用 228

习题十 228

一、光的相干性 230

第一节 光的干涉 230

二、光程 230

第十一章 波动光学 230

三、杨氏双缝干涉实验 231

四、洛埃镜干涉实验 233

五、薄膜干涉 234

第二节 光的衍射 235

一、单缝衍射 235

二、圆孔衍射 237

三、光学系统的分辨本领 237

四、衍射光栅 238

第三节 光的偏振 240

一、自然光和偏振光 240

二、马吕斯定律 241

第四节 反射和折射产生偏振光 242

第五节 光的双折射现象 243

一、光的双折射现象 243

二、用波阵面说明双折射现象 245

第六节 物质的旋光性 246

习题十一 248

第一节 球面折射 250

一、单球面折射 250

第十二章 几何光学 250

二、共轴球面系统 253

第二节 薄透镜 254

一、薄透镜公式 254

二、薄透镜的组合 255

第六节 RL电路的暂态过程、磁场的能量 255

第三节 共轴球面系统的三对基点 257

第四节 非对称折射系统 258

第五节 透镜的象差 259

一、球面象差 259

二、色象差 259

第六节 眼睛 260

一、眼的结构 260

二、古氏平均眼和简约眼 261

三、眼睛的调节 261

四、眼的分辨本领 262

五、眼的屈光不正及其矫正 262

一、显微镜的光学原理 264

第八节 显微镜 264

第七节 放大镜 264

二、显微镜的分辨本领 265

三、偏光显微镜 267

第九节 检眼镜与纤镜 268

一、检眼镜 268

二、纤镜 269

习题十二 269

第十三章 波与粒子 271

第一节 热辐射 271

一、基尔霍夫辐射定律 271

二、黑体辐射定律 272

三、普朗克的量子假设 274

一、荧光、磷光和荧光分析 275

第二节 非温度辐射 275

四、热辐射在医学中的应用 275

二、荧光灯 276

三、紫外线灯 276

第三节 光度学基础、眼的视觉 277

一、辐射通量、视见度函数 277

二、光通量、发光强度与照度 278

三、眼的视觉 279

第四节 光的量子性 280

一、光电效应 280

二、爱因斯坦光电效应方程式 282

三、光子的质量与动量 283

四、康普顿效应 284

一、德布罗意波 285

第五节 微观粒子的波动性电子显微镜 285

二、电子显微镜 286

习题十三 288

第十四章 原子物理基础 290

第一节 玻尔氢原子理论及其缺陷 290

一、氢原子光谱的规律性 290

二、玻尔氢原子理论 291

三、玻尔理论的缺陷 293

第二节 量子力学的基本概念 294

一、测不准关系 294

二、波函数 295

三、薛定谔方程的建立 296

四、一维势阱中的粒子 297

二、角动量量子化——角量子数l 299

第三节 类氢原子的能级 299

一、能量量子化——主量子数n 299

三、空间量子化——磁量子数m 300

四、电子的自旋 300

第四节 多电子原子 301

一、多电子原子的近似处理 301

二、多电子原子的壳层结构 303

第五节 原子光谱和分子光谱 304

一、原子光谱 304

二、分子光谱 305

三、光谱分析原理 307

第六节 激光 308

一、激光的特点 308

二、激光产生原理 309

三、几种常见的激光器 310

四、激光的医学应用 310

习题十四 311

第十五章 X射线 313

第一节 X射线的发现及其基本性质 313

一、X射线的发现 313

二、基本性质 313

三、X射线的发生装置 314

四、X射线的强度和硬度 315

第二节 X射线谱 316

一、连续X射线谱 317

二、标识X射线谱 318

三、X射线衍射 319

四、X射线结构分析 320

第三节 X射线的吸收 321

一、单色X射线吸收的宏观规律 321

二、连续X射线的吸收宏观规律 324

三、吸收的微观机理 324

第四节 X射线在医学中的应用 326

一、放射治疗 326

二、临床诊断 327

三、X射线断层摄影术 328

四、计算机断层摄影术 328

习题十五 330

二、原子核的质量 331

一、原子核的组成 331

第一节 原子核的基本性质 331

第十六章 原子核和放射性 331

三、原子核的大小 332

四、原子核的角动量和磁矩 333

五、原子核的稳定性 334

第二节 原子核的衰变 335

一、α衰变 335

二、β衰变 336

三、γ衰变和内转换 338

四、衰变纲图 339

第三节 放射性核素的衰变规律 340

一、衰变规律 340

二、半衰期和平均寿命 340

三、放射性活度 341

四、两级串连衰变 342

第四节 射线与物质的相互作用 344

一、带电粒子与物质的相互作用 345

二、光子与物质的相互作用 348

三、中子与物质的相互作用 350

第五节 辐射剂量 350

一、X射线和γ射线的照射量 351

二、吸收剂量 351

三、相对生物效应系数和剂量当量 352

第六节 射线探测器 353

一、气体电离探测器 353

二、闪烁探测器 354

三、半导体探测器 355

一、放射治疗 356

四、热释光剂量计 356

第七节 原子核技术在医学上的应用 356

二、射线成象 357

三、射线分析 357

习题十六 357

第十七章 医学物理专题 359

第一节 膜电位及神经传导的电学原理 359

一、能斯脱方程 359

二、静息电位 360

三、动作电位 361

四、神经传导 362

第二节 生物磁现象 363

一、磁场的生物效应 364

二、生物磁场 366

第三节 激光全息 368

一、全息摄影的过程及特点 368

二、全息摄影的原理 369

三、激光全息术在医学中的应用 370

第四节 X射线CT简介 371

一、X射线CT的意义 371

二、X射线CT的成象原理 372

三、X射线CT的数学方法 373

四、X射线CT的限制因素 376

第五节 核磁共振成象（NMR-CT） 377

一、核磁共振成象技术发展简史 377

二、核磁共振成象的基本原理 378

三、核磁共振成象方法 384

四、NMR参数测量和脉冲序列扫描方法 386

五、核磁共振成象的特点及医学应用 389

第六节 X荧光分析 391

一、基本原理 392

二、实验装置和方法 394

三、样品分析 395

第七节 量子生物学简介 396

一、量子生物学的主要研究内容 396

二、量子生物学展望 399

习题十七 399

本书主要参考文献 401

习题答案 402

附录 410