医用物理学PDF电子书下载

绪论 1

第1章 物体的弹性 骨与肌肉的力学特性 3

1.1 应力和应变 3

1.1.1 应力 3

1.1.2 应变 4

1.2 弹性与塑性 弹性模量 4

1.2.1 弹性与塑性 4

1.2.2 弹性模量 5

1.3 骨与肌肉的力学特性 6

1.3.1 骨骼的力学特性 6

1.3.2 肌肉的力学特性 8

习题1 10

第2章 振动 12

2.1 简谐振动 12

2.1.1 简谐振动方程 12

2.1.2 描述简谐振动的特征量 13

2.1.3 简谐振动的旋转矢量表示法 16

2.1.4 简谐振动的能量 17

2.2 简谐振动的合成 18

2.2.1 两个同方向、同频率简谐振动的合成 18

2.2.2 两个同方向、不同频率简谐振动的合成 19

2.2.3 两个相互垂直的简谐振动的合成 19

2.3 振动的分解 频谱分析 21

2.4 阻尼振动 受迫振动 共振 23

2.4.1 阻尼振动 23

2.4.2 受迫振动 24

2.4.3 共振 25

2.5 振动在医学中的应用 26

2.5.1 机械振动对人体的生物效应 26

2.5.2 振动测量技术在临床上的应用 27

习题2 29

第3章 波动 声波 30

3.1 机械波 30

3.1.1 机械波的产生 30

3.1.2 波面 波线 30

3.1.3 波速、波长、波的周期和频率 31

3.2 平面简谐波的波动方程 32

3.2.1 平面简谐波的波函数 32

3.2.2 波函数的物理意义 33

3.3 波的能量、强度和衰减 35

3.3.1 波的能量 36

3.3.2 波的强度 37

3.3.3 波的衰减 37

3.4 惠更斯原理 波的衍射及其解释 37

3.4.1 惠更斯原理 37

3.4.2 波的衍射及其解释 38

3.5 波的叠加与干涉 38

3.5.1 波的叠加原理 38

3.5.2 波的干涉 39

3.6 驻波 42

3.6.1 驻波实验 42

3.6.2 驻波方程 43

3.6.3 驻波的特点 44

3.7 声波 45

3.7.1 声压、声阻和声强 45

3.7.2 声波的反射和透射 47

3.7.3 听觉区域 48

3.7.4 声强级和响度级 49

3.8 声波的多普勒效应 50

3.8.1 声源和观察者在其连线上运动 50

3.8.2 声源和观察者的运动不在其连线上 52

3.8.3 多普勒效应的应用 52

3.9 超声波及其医学应用 54

3.9.1 超声波的特性 54

3.9.2 超声波的作用 54

3.9.3 超声波的产生和探测 55

3.9.4 超声波在医学中的应用 56

习题3 58

第4章 液体的流动 60

4.1 理想液体的稳定流动 60

4.1.1 理想液体 60

4.1.2 连续性方程 61

4.2 伯努利方程及其应用 62

4.2.1 伯努利方程 62

4.2.2 伯努利方程的应用 64

4.3 实际液体的流动 67

4.3.1 实际液体的黏性与黏度 67

4.3.2 血液的黏度 69

4.3.3 湍流和雷诺数 70

4.4 黏性液体的流动规律 71

4.4.1 实际液体的伯努利方程 71

4.4.2 泊肃叶定律 72

4.4.3 血液的流动及血压在血流过程中的分布 74

4.4.4 斯托克斯定律 75

4.5 生物材料的黏弹性 76

4.5.1 生物材料的结构特点 76

4.5.2 生物材料的黏弹性 77

4.5.3 黏弹性材料的力学模型 77

习题4 79

第5章 液体的表面现象 81

5.1 液体的表面张力和表面能 81

5.1.1 表面张力 81

5.1.2 液体的表面层和表面能 83

5.2 弯曲液面的附加压强 85

5.2.1 弯曲液面的附加压强 85

5.2.2 液泡内外的压强差 86

5.3 毛细现象 气体栓塞 87

5.3.1 液体与固体接触处的表面现象 87

5.3.2 毛细现象 88

5.3.3 气体栓塞 90

5.4 表面活性物质和表面吸附 肺泡中的表面活性物质 91

5.4.1 表面活性物质和表面吸附 91

5.4.2 肺泡中的表面活性物质 92

习题5 92

第6章 真空中的静电场 95

6.1 库仑定律 电场强度 95

6.1.1 电荷、库仑定律 95

6.1.2 电场与电场强度 96

6.1.3 电场强度叠加原理 97

6.2 高斯定理 99

6.2.1 电场线 99

6.2.2 电通量 100

6.2.3 高斯定理的内容 101

6.3 静电场力的功 电势 106

6.3.1 静电场力的功 106

6.3.2 静电场的环路定理 107

6.3.3 电势能 电势 电势差 107

6.3.4 电势的计算 108

6.3.5 等势面 电场强度与电势的关系 109

6.4 电偶极子 电偶层 111

6.4.1 电偶极子电场的电势 111

6.4.2 电偶层 111

6.5 静电场中的电介质 112

6.5.1 电介质的极化 112

6.5.2 电介质中的静电场 114

习题6 115

第7章 稳恒电流 117

7.1 电流 117

7.1.1 电流的概念 117

7.1.2 电流密度 117

7.2 欧姆定律 119

7.2.1 电阻 电阻率 119

7.2.2 欧姆定律 119

7.3 含源电路的欧姆定律 120

7.3.1 电动势 120

7.3.2 一段含源电路的欧姆定律 121

7.4 基尔霍夫方程组 121

7.4.1 节点电流方程组 121

7.4.2 回路电压方程组 122

7.5 直流电在医学中的应用 123

7.5.1 人体的导电性 123

7.5.2 直流电对机体的作用 124

7.5.3 离子透入疗法 124

7.5.4 心电知识 125

习题7 127

第8章 电磁现象 130

8.1 磁场 磁感应强度 130

8.1.1 磁场 130

8.1.2 磁感应强度 130

8.1.3 磁通量 131

8.2 电流的磁场 132

8.2.1 毕奥-萨伐尔定律 132

8.2.2 安培环路定理 135

8.3 磁场对电流的作用 138

8.3.1 磁场对运动电荷的作用 138

8.3.2 磁场对载流导线的作用 141

8.3.3 磁场对载流线圈的作用 磁矩 141

8.4 磁介质 143

8.4.1 磁介质的分类 143

8.4.2 顺磁质和抗磁质的磁化机制 144

8.4.3 铁磁质 144

8.5 电磁感应 145

8.5.1 电磁感应定律 145

8.5.2 动生电动势 147

8.5.3 感生电动势 感生电场 148

8.5.4 自感 互感 148

8.6 生物磁场和磁场的生物效应 150

8.6.1 生物的磁场现象 150

8.6.2 磁场的生物效应 151

习题8 151

第9章 几何光学 154

9.1 球面折射 154

9.1.1 单球面的折射 154

9.1.2 共轴球面系统 156

9.2 透镜 156

9.2.1 薄透镜公式 157

9.2.2 透镜组合 158

9.2.3 像差 159

9.3 共轴球面系统的基点和成像公式 160

9.3.1 共轴球面系统的三对基点 160

9.3.2 作图成像法 161

9.3.3 成像公式 161

9.4 眼睛 162

9.4.1 眼球结构简介 162

9.4.2 眼睛的光学系统 162

9.4.3 眼的分辨本领 163

9.4.4 眼的调节及非正常眼的矫正 165

9.5 放大镜、显微镜 168

9.5.1 放大镜 168

9.5.2 显微镜 168

9.5.3 显微镜的分辨本领 169

9.5.4 电子显微镜 170

9.6 光学纤维 纤镜及其应用 172

9.6.1 光学纤维导光原理 172

9.6.2 纤镜及其医疗应用 173

习题9 173

第10章 波动光学 175

10.1 光的干涉 175

10.1.1 光的相干性 175

10.1.2 光程 光程差 176

10.1.3 杨氏双缝干涉 177

10.1.4 劳埃德镜 179

10.1.5 薄膜干涉 180

10.1.6 等厚干涉 182

10.1.7 迈克耳孙干涉仪 184

10.2 光的衍射 185

10.2.1 单缝衍射 186

10.2.2 圆孔衍射 188

10.2.3 光栅衍射 190

10.3 光的偏振 191

10.3.1 自然光和偏振光 191

10.3.2 起偏与检偏 马吕斯定律 192

10.3.3 部分偏振光的获得 布儒斯特定律 195

10.3.4 光的双折射现象与二向色性 196

10.3.5 物质的旋光性 198

10.4 波动光学的应用 199

10.4.1 CD光盘的播放原理 199

10.4.2 计算机芯片的制作 200

10.4.3 糖量计 201

习题10 201

第11章 量子力学基础 204

11.1 光的波粒二象性 204

11.1.1 黑体辐射 204

11.1.2 光电效应 206

11.2 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 207

11.2.1 氢原子光谱 207

11.2.2 玻尔的氢原子理论 208

11.3 微观粒子的波粒二象性 210

11.3.1 德布罗意波 210

11.3.2 电子衍射 210

11.3.3 不确定关系 211

11.4 薛定谔方程 212

11.4.1 薛定谔方程的建立 212

11.4.2 一维无限深势阱 213

11.4.3 势垒 隧道效应 215

11.4.4 薛定谔方程在原子分子中的应用 216

习题11 217

第12章 X射线 218

12.1 X射线的性质 218

12.2 X射线的产生 219

12.2.1 产生X射线的装置 219

12.2.2 有效焦点和实际焦点 221

12.3 X射线的强度和硬度 221

12.3.1 X射线的强度 221

12.3.2 X射线的硬度 222

12.4 X射线谱 222

12.4.1 连续X射线谱 223

12.4.2 标识X射线谱 224

12.5 X射线的吸收 225

12.5.1 单色X射线的衰减规律 225

12.5.2 吸收系数与波长、原子序数的关系 226

12.6 X射线在医学上的应用 227

12.6.1 治疗 227

12.6.2 诊断 228

12.7 X-CT 229

12.7.1 X-CT成像的基本原理 230

12.7.2 图像重建的基本方法 232

12.7.3 X-CT扫描机 234

12.7.4 CT值和窗口技术 235

习题12 236

第13章 原子核和放射性 238

13.1 原子核的基本性质 238

13.1.1 原子核的组成 238

13.1.2 原子核的性质 238

13.1.3 质量亏损和结合能 239

13.2 原子核的衰变类型 241

13.2.1 α衰变 241

13.2.2 β衰变和电子俘获 242

13.2.3 γ衰变和内转换 244

13.3 原子核的衰变规律 244

13.3.1 核衰变定律 244

13.3.2 半衰期和平均寿命 245

13.3.3 放射性活度 247

13.3.4 放射性平衡 247

13.4 射线与物质的相互作用 248

13.4.1 带电粒子与物质的相互作用 248

13.4.2 光子与物质的相互作用 250

13.4.3 中子与物质的相互作用 250

13.5 射线的剂量、防护与测量 251

13.5.1 射线的剂量 251

13.5.2 射线的防护 253

13.5.3 射线的测量 253

13.6 放射性核素在医学上的应用 256

13.6.1 示踪的原理 256

13.6.2 放射诊断 257

13.6.3 放射治疗 260

习题13 261

第14章 激光及其医学应用 263

14.1 激光的基本原理 263

14.1.1 原子的能级与粒子数按能级分布的规律 263

14.1.2 光与物质的相互作用 264

14.1.3 粒子数反转分布 265

14.1.4 光学谐振腔 266

14.2 激光器 267

14.2.1 激光器的构成 267

14.2.2 激光器举例 268

14.2.3 医用激光器 269

14.3 激光的特性 269

14.3.1 方向性好 270

14.3.2 亮度高、强度大 270

14.3.3 单色性好 270

14.3.4 相干性好 270

14.3.5 偏振性好 271

14.4 激光的医学应用 271

14.4.1 激光的生物作用 272

14.4.2 激光在基础医学研究中的应用 274

14.4.3 激光的临床应用 276

14.4.4 激光的安全防护 277

习题14 278

第15章 磁共振成像 279

15.1 磁共振的基本概念 279

15.1.1 原子核的自旋和磁矩 279

15.1.2 原子核在外磁场中的运动 280

15.1.3 原子核在外磁场中的能级分裂 281

15.1.4 纵向磁化与纵向磁化强度 281

15.2 磁共振 282

15.2.1 磁共振现象 282

15.2.2 弛豫过程与弛豫时间 284

15.2.3 自由感应衰减信号 285

15.2.4 人体组织的质子密度、T1和T2 285

15.3 磁共振成像原理 287

15.3.1 加权图像 287

15.3.2 空间编码 288

15.3.3 图像重建 289

15.4 磁共振成像设备 290

15.4.1 磁体系统 290

15.4.2 谱仪系统 292

15.4.3 计算机图像重建系统 292

15.4.4 磁共振成像的现状及发展趋势 293

习题15 293

参考文献 295