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目录 1

第一章 力学基本定律 1

第一节 刚体的转动 1

一、刚体定轴转动的运动学 1

二、转动动能、转动惯量 3

三、刚体定轴转动定律 5

四、刚体定轴转动的功和能 7

五、角动量、角动量守恒定律 9

六、进动 11

第二节 物体的弹性 12

一、应变和应力 12

二、弹性模量 14

三、弹性势能 16

第三节 肌肉和骨骼的弹性 16

第四节 经典力学的适用范围 18

第二章 流体的运动 21

第一节 理想流体 定常流动 21

一、理想流体 21

二、定常流动 22

第二节 连续性方程 23

第三节 柏努利方程 25

一、柏努利方程 25

二、柏努利方程的应用 28

一、层流、湍流 32

第四节 黏性流体的流动 32

二、牛顿黏滞定律 33

三、雷诺数 34

四、黏性流体的流动规律 35

第三章 振动、波动和声波 43

第一节 简谐振动 43

一、简谐振动方程 43

二、简谐振动的特征量 45

三、简谐振动的矢量表示法 47

四、简谐振动的能量 48

第二节 阻尼振动、受迫振动和共振 50

一、阻尼振动 50

一、两个同方向、同频率的简谐振动的合成 52

二、受迫振动和共振 52

第三节 简谐振动的合成 52

二、同方向不同频率的简谐振动的合成 54

三、频谱分析 57

四、两个同频率、互相垂直的简谐振动的合成 59

五、相互垂直不同频率的简谐振动的合成 61

第四节 简谐波 62

一、机械波的产生 62

二、波的几何描述 63

三、波的频率、波长和波速 63

四、简谐波的波动方程 64

五、简谐波的能量与强度 68

一、惠更斯原理 72

第五节 惠更斯原理及其应用 72

二、解释波的衍射现象 73

三、波的折射的解释 74

第六节 波的干涉 75

一、波的叠加原理 75

二、波的干涉 75

三、驻波 77

四、声源物体的固有频率 79

第七节 声波和超声波 81

一、声速、声压和声阻 81

二、声强、声强级和响度级 83

三、声波的反射和折射 86

一、波源和观察者在其连线上运动 88

第八节 多普勒效应 88

二、波源和观察者的运动不在其连线上 89

三、多普勒效应的应用 90

第九节 超声波及其医学应用 91

一、超声波的产生和探测 91

二、超声波的特性及其对物质的作用 91

三、超声波在医学中的应用 93

第四章 液体的表面现象 98

第一节 液体的表面张力与表面能 98

一、液体的表面层 98

二、液体的表面张力和表面能 99

三、表面活性物质与表面吸附 101

第二节 弯曲液面的附加压强 102

一、任意弯曲液面内外压强差的计算 103

二、球形液面的附加压强 104

三、肺泡的附加压强与表面活性物质 105

第三节 毛细现象 气体栓塞 106

一、润湿现象 106

二、毛细现象 107

三、气体栓塞 109

第五章 生物热力学基础 112

第一节 热力学的基本概念 112

一、热力学系统 112

二、状态与过程 113

三、功和热量 114

一、热力学第一定律的表达式 115

第二节 热力学第一定律 115

二、第一类永动机 116

第三节 热力学第一定律的应用 116

一、等容过程 117

二、等压过程 117

三、等温过程 119

四、绝热过程 119

第四节 热力学第二定律 121

一、热力学第二定律的表述 121

二、第二定律的统计意义和适用范围 123

第五节 生物热力学 124

一、人体代谢过程中的能量转换 124

二、生物系统与热力学 125

第一节 电场与电场强度 127

一、电荷以及电荷守恒定律 127

第六章 静电场 127

二、库仑定律 128

三、电场与电场强度 128

四、场强的叠加原理 129

五、点电荷及点电荷系的场强 129

六、电场的几何描述 131

第二节 高斯定理 133

一、高斯定理 133

二、高斯定理的小结 134

三、高斯定理的应用 135

一、静电场力作功 137

第三节 电场力作功与电势 137

二、静电场中的电势能 139

三、电势和电势差 139

四、点电荷及点电荷系电场电势的计算 140

五、等势面和电势梯度 142

第四节 电偶极子电场 143

一、电偶极子 143

二、电偶极子电场的电势 144

三、均匀电场中的电偶极子 145

四、电偶层 145

第五节 静电场中的电介质 147

一、电介质及其极化 147

二、均匀电介质中的静电场 149

三、介电常数 150

第六节 静电场的能量 151

一、电容器 151

二、电容器中的电场能量 152

三、静电场的能量和能量密度 153

第七节 人体心电的物理原理 155

一、心电场 155

二、心电图波的形成 157

第七章 直流电 160

第一节 稳恒电流 160

一、电流密度 160

二、欧姆定律的微分形式 161

三、电解质导电 162

第二节 电源电动势 164

一、电源电动势 164

二、含源电路的欧姆定律 165

第三节 基尔霍夫定律及其应用 167

一、基尔霍夫第一定律 167

二、基尔霍夫第二定律 167

三、基尔霍夫定律的应用 168

第四节 电容器的充电及放电过程 171

一、放电过程 172

二、充电过程 173

三、时间常数 173

二、电渗 174

第五节 电泳和电渗 174

一、电泳 174

第八章 波动光学 177

第一节 光的干涉 177

一、相干光源及相干光 177

二、光程及干涉理论 178

三、干涉理论的应用 181

第二节 光的衍射 189

一、惠更斯-菲涅耳原理 189

二、凸透镜的特点 190

三、单缝衍射 191

四、圆孔衍射 194

五、光栅衍射 195

六、光学仪器的分辨本领 199

第三节 光的偏振 200

一、偏振光和自然光 201

二、偏振光的产生 202

三、马吕斯定律 204

第四节 物质的旋光性 206

第五节 光的吸收和散射 207

一、光的吸收 207

二、光的散射 208

第九章 几何光学 212

第一节 球面折射 212

一、单球面折射 212

二、共轴球面系统 215

一、薄透镜成像公式 216

第二节 薄透镜 216

二、薄透镜的组合 217

三、透镜的像差 218

第三节 共轴球面系统的三对基点 220

一、共轴球面系统的三对基点 220

二、作图法求像 221

第四节 非对称折射系统 221

第五节 眼睛 223

一、眼睛的结构 223

二、眼睛的光学性质 223

三、眼睛的屈光不正及其矫正 225

二、放大镜 228

第六节 光学仪器 228

一、光学仪器的放大率 228

三、显微镜 229

四、几种特殊的显微镜 232

五、检眼镜纤镜 233

第十章 量子物理基础 236

第一节 热辐射 236

一、基尔霍夫辐射定律 236

二、黑体辐射定律 238

三、普朗克的量子假设 239

四、热辐射在医学中的应用 240

第二节 非温度辐射 241

一、荧光、磷光和荧光分析 242

二、荧光灯 243

三、紫外线灯 243

第三节 光度学基础 眼的视觉 244

一、辐射通量、视见度函数 244

二、光通量、发光强度与照度 245

三、眼的视觉 246

第四节 光的量子性 247

一、光电效应 247

二、爱因斯坦光电效应方程式 249

三、光子的质量与动量 250

四、康普顿效应 251

一、德布洛意波 252

第五节 微观粒子的波动性 252

二、物质波的统计解释 253

第六节 测不准关系 254

第七节 波函数 薛定谔方程 255

一、波函数 256

二、薛定谔方程的建立 257

三、一维势阱中的粒子 258

第八节 类氢原子的能级 259

一、能量量子化——主量子数n 260

二、角动量量子化——角量子数l 260

三、空间量子化——磁量子数m 260

四、电子的自旋 261

一、原子光谱 262

第九节 原子光谱和分子光谱 262

二、分子光谱 264

三、光谱分析原理 264

第十一章 原子核和放射性 268

第一节 原子核的基本性质 268

一、原子核的组成 268

二、原子核的质量 269

三、原子核的大小 270

四、原子核的角动量和磁矩 270

五、原子核的稳定性 271

第二节 原子核的衰变 273

一、α衰变 273

二、β衰变 274

三、γ衰变和内转换 277

四、衰变纲图 278

第三节 放射性核素的衰变规律 278

一、衰变规律 278

二、半衰期和平均寿命 279

三、放射性活度 279

四、两级串连衰变 281

第四节 射线与物质的相互作用 282

一、带电粒子与物质的相互作用 282

二、光子与物质的相互作用 286

三、中子与物质的相互作用 288

一、X射线和γ射线的照射量 289

二、吸收剂量 289

第五节 辐射剂量 289

三、相对生物效应系数和剂量当量 290

第六节 射线探测器 291

一、气体电离探测器 291

二、闪烁探测器 292

三、半导体探测器 293

四、热释光剂量计 294

第七节 原子核技术在医学上的应用 295

一、放射治疗 295

二、射线成像 295

三、射线分析 296

第一节 光谱 297

第十二章 光谱与激光 297

第二节 原子光谱 298

一、原子的光学光谱 299

二、标识伦琴射线谱 299

第三节 分子光谱 300

一、分子光谱的特点与分子内部运动的关系 300

二、分子的转动能级和转动光谱 302

三、分子的振动能级和振转光谱 303

四、分子的电子振转光谱 304

五、红外吸收光谱 305

第四节 红外线和紫外线 305

一、红外线 306

二、紫外线 306

一、激光产生的原理 307

第五节 激光 307

二、氦氖激光器 308

三、红宝石激光器 309

四、几种常见的医用激光器 310

五、激光的特点 311

第六节 激光的生物作用 311

一、热效应 312

二、压强效应 312

三、光化效应 313

四、电磁效应 314

五、弱激光的刺激作用 314

第七节 激光的医学应用 314

一、激光诊断与检测 314

二、激光治疗 316

第十三章 X射线 319

第一节 X射线的发现及其基本性质 319

一、X射线的发现 319

二、基本性质 320

三、X射线的发生装置 320

四、X射线的强度和硬度 322

第二节 X射线谱 323

一、X射线谱的特性 324

二、连续X射线谱 325

三、标识X射线谱 327

四、X射线结构分析 328

一、单色X射线吸收的宏观规律 329

第三节 X射线的吸收 329

二、连续X射线吸收的宏观规律 332

三、X射线吸收的微观机理 333

第四节 X射线在医学中的应用 335

一、放射治疗 335

二、临床诊断 336

三、X射线断层摄影术 338

四、计算机断层摄影术（X-CT） 338

第十四章 核磁共振的医学应用 341

第一节 核磁共振基本原理 341

一、在磁场中的原子核 341

二、拉莫尔关系式 342

一、磁共振成像 343

第二节 磁共振成像（MRI） 343

三、核磁共振 343

二、磁化和弛豫 344

第三节 质子密度T1、T2加权图像… 346

一、质子密度加权图像 347

二、T1加权图像 347

三、T2加权图像 347

第四节 MRI成像方法 348

一、自旋回波成像法 348

二、反转恢复成像法 349

三、快速成像法 349

二、MRI的医学应用 350

一、MRI的特点 350

用 350

第五节 核磁共振成像的特点及医学应 350

第十五章 核医学影像技术 352

第一节 γ照相机 352

一、γ相机平面投影成像的物理原理 352

二、γ照相机的基本组成 352

三、图像的形成 353

四、医学应用举例 354

第二节 正电子发射断层成像 354

一、成像原理 354

一、纵断面成像法 355

第三节 SPECT成像 355

三、系统分辨率 355

二、成像方法 355

二、横断面成像法 356

第十六章 X射线计算机断层摄影术（X-CT）第一节 CT的成像原理 358

一、CT的物理原理 358

二、CT的数学原理 360

第二节 图像重建方法 361

一、解析法 361

二、其他图像重建方法 364

第三节 CT装置 366

一、CT装置的组成 366

二、CT装置的部件结构 366

第四节 使用和分析 369

一、CT的使用 370

二、诊断分析 371

第五节 CT的分类及扫描方式 375

一、CT的分类 375

二、CT的扫描方式 375

三、CT扫描系统的发展与演变 378

第十七章 量子生物学简介 382

第一节 量子生物学的基本方法 382

一、简单分子轨道法 383

四、Xa方法 386

五、分子静电势法 386

第二节 能量指数和结构指数 386

三、从头计算法 386

二、半经验自洽场分子轨道法 386

一、能量指数 387

二、结构指数 387

第三节 核酸的结构与功能 388

一、核酸分子的一级结构 388

二、DNA分子的二级结构和碱基配对 388

三、核酸的功能 389

第四节 蛋白质的结构和性质 391

一、蛋白质的结构 391

二、蛋白质的有关性质 391

第五节 量子生物学的其他研究实例 392

一、酶的催化作用机理 392

三、量子药理学 393

二、遗传、突变的量子理论 393

四、致癌物质的结构与活性研究 394

第十八章 生物医学信号及其测量 395

第一节 生物电信号和非电信号 395

一、生物电信号及其特征 395

二、非电量生理信号 397

第二节 生物电信号的拾取 398

一、生物电位电极 398

二、电极的极化电压 398

三、电极的电特性 399

第三节 医用传感器简介 400

一、传感器的基本特性 400

二、变电阻式传感器 401

三、可变电感传感器 402

四、可变电容传感器 403

五、光电式传感器 404

第四节 心电知识 405

一、心电向量图 405

二、心电图波形的形成 405

三、中心电端 406

四、单极胸导联 406

五、单极加压肢体导联 407

主要参考文献 408

习题答案 409

附录 415