绪论 1
第一章 生物力学基础 3
1-1 刚体的定轴转动 3
一、角量与线量的关系 3
二、转动动能和转动惯量 5
三、力矩和转动定律 7
四、刚体的角动量 8
1-2 应变 应力 弹性模量 9
一、正应变和正应力 9
二、切应变和切应力 11
三、体应变和体压强 12
1-3 人体生物材料的力学性质 12
一、骨的力学性质 12
二、肌肉的力学性质 14
三、血管壁的力学性质 16
1-4 作用在骨骼上的力 17
一、物体平衡的力学条件 17
二、作用在踝关节的力 19
三、作用在髋关节的力 20
四、作用在脊柱上的力 22
习题一 23
第二章 流体的运动 26
2-1 连续性方程 26
一、理想流体 稳定流动 26
二、连续性方程 27
三、循环系统中血流速度的分布 28
2-2 伯努利方程 28
一、伯努利方程 28
二、流量计 流速计 30
三、虹吸管 空吸作用 31
2-3 黏性流体的流动 33
一、层流 牛顿黏性定律 33
二、血液的黏度 35
三、红细胞的轴向集中 35
四、湍流 雷诺数 36
五、黏性流体的伯努利方程 37
2-4 泊肃叶公式和斯托克斯定律 38
一、泊肃叶公式 38
二、体循环总外周阻力 40
三、斯托克斯定律 41
四、红细胞的沉降 42
2-5 血压的测量 43
一、循环系统中的血压分布 43
二、血压的测量原理 44
三、体位对血压测量的影响 45
2-6 心脏做功 46
一、血液循环的物理模型 46
二、心脏做功 47
习题二 48
第三章 分子动理论 51
3-1 物质的微观结构 51
一、热运动 分子力 51
二、理想气体的微观模型 52
3-2 气体的运动 53
一、平衡态 状态参量 53
二、理想气体物态方程 54
三、理想气体的压强公式 55
四、理想气体的能量公式 57
五、道尔顿分压定律 58
3-3 热平衡态的统计分布 59
一、麦克斯韦速率分布定律 59
二、玻耳兹曼能量分布定律 61
三、气体的溶解 高压氧治疗 63
3-4 液体的表面现象 64
一、表面张力 表面能 64
二、弯曲液面下的附加压强 67
三、肺泡的吸气和稳定 68
四、毛细现象 气体栓塞 69
习题三 72
第四章 热力学基础 74
4-1 热力学的一些基本概念 74
一、热力学系统及其基本描述 74
二、内能 功和热 75
4-2 热力学第一定律 77
一、热力学第一定律 77
二、热力学第一定律的应用 78
三、循环过程 热机和制冷机 82
四、人体的能量交换 86
五、体温的恒定和控制 87
4-3 热力学第二定律 89
一、热力学第二定律 89
二、可逆过程与不可逆过程 90
三、热力学第二定律的统计意义 90
4-4 熵和熵增加原理 91
一、熵的概念 91
二、熵增加原理 92
三、人体中的熵变问题 93
习题四 94
第五章 静电场 96
5-1 电场和电场强度 96
一、电场 库仑定律 96
二、电场强度 97
三、场强叠加原理 97
四、电场线和电场强度通量 99
五、高斯定理及其应用 100
5-2 电势 103
一、静电场力做功 103
二、电势能 电势 104
三、场强与电势的关系 105
四、电偶极子电场的电势 107
五、电偶层电场的电势 108
5-3 静电场中的导体 110
一、导体的静电平衡 110
二、静电平衡时导体上的电荷分布 111
三、静电屏蔽 112
5-4 电介质极化和电容器 112
一、电介质的极化 112
二、电介质中的电场强度 114
三、电容器 115
四、静电场的能量 116
5-5 细胞膜电位 心电图的电学原理 117
一、能斯特方程 117
二、细胞静息电位 118
三、心电的产生和心电偶 119
四、心电图机和心电导联 121
习题五 123
第六章 磁场 126
6-1 磁场和磁感应强度 126
一、磁场力和磁感应强度 126
二、磁感应线和磁通量 127
三、毕奥-萨伐尔定律 128
四、几种电流的磁场 128
五、安培环路定理 131
6-2 磁场对运动电荷和电流的作用 133
一、带电粒子在磁场中的运动磁聚焦 133
二、质谱仪 134
三、霍尔效应 135
四、电磁流量计 电磁泵 136
五、磁场对载流导线的作用 137
六、磁场对载流线圈的作用 138
6-3 磁介质和超导磁体 140
一、物质的磁性和磁化 140
二、超导体及其抗磁性 142
三、超导磁体 143
6-4 电磁感应 143
一、电磁感应定律 143
二、动生电动势 144
三、感生电动势 涡旋电场 146
四、自感和互感 147
五、磁场的能量 148
6-5 生物磁现象 149
一、人体生物磁场 149
二、磁场的生物效应 151
习题六 152
第七章 电流与电路 155
7-1 电流密度 155
一、电流 电流密度 155
二、欧姆定律的微分形式 157
三、电解质的导电 159
四、电泳 159
7-2 电路的基本定律 160
一、含源电路的欧姆定律 160
二、基尔霍夫电路定律 162
三、桥式应变片压力-电压转换电路 163
7-3 电容器的充放电 165
一、电容器的充电过程 165
二、电容器的放电过程 166
三、心脏除颤器 167
7-4 示波器 168
一、示波管的结构和作用 169
二、示波原理 171
三、示波器的基本组成 173
四、心电示波器 174
7-5 电流对人体的作用 174
一、人体的导电特性 174
二、直流电对人体的作用 176
三、低频电的作用 心脏起搏器 176
四、高频电疗和高频电刀 178
五、人体的触电问题 179
习题七 180
第八章 振动和波 184
8-1 振动 184
一、简谐振动方程 184
二、简谐振动方程的建立 185
三、简谐振动的旋转矢量图示法 186
四、简谐振动的能量 187
五、阻尼振动 受迫振动 共振 188
8-2 振动的合成和分解 189
一、同方向同频率简谐振动的合成 190
二、同方向不同频率简谐振动的合成 拍 191
三、复杂振动的分解 191
8-3 简谐波 193
一、波的产生和传播 193
二、惠更斯原理 194
三、波动方程 195
四、波的能量和强度 197
五、波的衰减 198
8-4 波的干涉 199
一、波的叠加原理 199
二、波的干涉 200
三、驻波 201
习题八 203
第九章 声和超声 205
9-1 声波 205
一、声波的速度 205
二、声压和声阻抗 206
三、声强和声强反射系数 207
四、多普勒效应 208
9-2 声学在医学中的应用 211
一、人耳的听觉区域 211
二、声强级和响度级 212
三、体外冲击波碎石 213
9-3 超声波 214
一、超声波的性质 214
二、超声波对物质的作用 超声刀 215
三、超声波的产生和接收 216
9-4 常用超声诊断仪 217
一、A型超声诊断仪 217
二、B型超声切面显像仪 219
三、M型超声心动图仪 221
9-5 超声多普勒诊断仪 222
一、超声多普勒血流频谱分析 222
二、超声多普勒血流仪 224
三、彩色多普勒血流显像仪 226
习题九 228
第十章 波动光学 230
10-1 光的干涉 230
一、光的相干性 230
二、杨氏双缝干涉实验 231
三、光程和光程差 233
四、薄膜干涉 234
10-2 光的衍射 237
一、单缝衍射 237
二、圆孔衍射 240
三、衍射光栅 241
10-3 光的偏振 243
一、自然光和偏振光 243
二、起偏和检偏 马吕斯定律 244
三、反射光和折射光的偏振 245
四、双折射现象 二向色性 246
五、旋光性 糖量计 248
10-4 液晶 249
一、液晶的光学特性 249
二、液晶的电光效应 249
10-5 光的吸收 250
一、朗伯-比尔定律 250
二、比色分析法原理 251
习题十 252
第十一章 几何光学 255
11-1 球面折射 255
一、折射定律 255
二、单球面折射 256
三、共轴球面系统 257
11-2 透镜成像 258
一、薄透镜成像 258
二、薄透镜的组合 261
三、共轴球面系统的三对基点 262
四、透镜的像差 265
11-3 眼的光学系统 266
一、眼的结构和光学性质 266
二、眼的分辨本领和视力 268
三、眼的色觉 色盲 269
11-4 屈光不正眼的矫正 269
一、近视眼 270
二、远视眼 271
三、散光眼 271
11-5 医用光学仪器 273
一、放大镜 角放大率 273
二、光学显微镜 274
三、几种特殊光学显微镜简介 278
四、检眼镜 279
五、光导纤维内窥镜 280
习题十一 281
第十二章 量子力学基础 283
12-1 黑体辐射 283
一、黑体辐射定律 283
二、普朗克的量子假设 285
12-2 光的量子性 286
一、光电效应的实验规律 286
二、爱因斯坦的光子假设 287
三、光的波粒二象性 288
四、康普顿效应 289
12-3 氢原子的玻尔理论 290
一、氢原子光谱的规律性 290
二、玻尔的假设及其推论 291
12-4 实物粒子的波动性 294
一、德布罗意的假设 294
二、德布罗意波的实验证明 295
三、电子显微镜 295
四、波函数的物理意义 296
五、不确定关系 298
12-5 薛定谔方程 299
一、薛定谔方程的建立 299
二、一维势阱中的粒子 300
三、隧道效应 扫描隧穿显微镜 302
四、四个量子数 304
五、定态波函数和概率分布 306
习题十二 308
第十三章 光谱 激光和X射线 310
13-1 光谱 310
一、原子光谱 310
二、分子光谱 311
三、拉曼散射光谱 312
13-2 激光 314
一、激光的特点 314
二、激光的产生原理 315
三、医学上常用的激光器 317
四、激光的生物效应 318
五、激光的医学应用 319
13-3 X射线 321
一、X射线的衍射 321
二、X射线的基本性质 322
三、X射线的产生 322
四、X射线的强度和硬度 324
五、X射线谱 325
六、物质对X射线的吸收规律 328
13-4 X射线的医学应用 329
一、X射线摄影和透视 330
二、数字减影血管造影 331
三、X射线CT 332
四、X射线治疗 335
习题十三 336
第十四章 原子核与放射性 338
14-1 原子核的结构和性质 338
一、原子核的组成 338
二、原子核的性质 339
三、放射性核素和同位素 340
四、结合能 原子核的稳定性 340
14-2 原子核的放射性衰变 342
一、α衰变 342
二、β衰变和电子俘获 343
三、γ衰变和内转换 346
14-3 核衰变的规律 346
一、指数衰变定律 346
二、半衰期和平均寿命 347
三、放射性活度 349
四、放射平衡 350
14-4 射线与物质的相互作用 351
一、带电粒子与物质的相互作用 351
二、光子与物质的相互作用 352
三、中子与物质的相互作用 354
14-5 射线的探测、剂量与防护 355
一、射线的探测 355
二、射线的剂量 357
三、放射性防护 357
14-6 放射性核素的医学应用 358
一、放射治疗与γ刀 358
二、示踪诊断 360
三、放射性核素成像 361
习题十四 364
第十五章 磁共振成像 366
15-1 核磁共振的基本概念 366
一、原子核在磁场中的进动 366
二、核磁共振现象 368
三、弛豫过程和弛豫时间 371
15-2 磁共振成像的原理和方法 372
一、磁共振成像的基本原理 372
二、磁共振成像的基本方法 373
15-3 磁共振成像系统 377
一、磁体和梯度线圈 378
二、射频装置 379
三、电脑系统 380
15-4 磁共振成像的临床应用与最新进展 380
一、磁共振影像技术的特点和优势 380
二、磁共振影像技术的医学应用 381
三、磁共振影像技术的最新进展 382
习题十五 383
附录 384
附录一 矢量的标积和矢积 384
附录二 国际单位制（SI） 385
附录三 一些单位的换算关系 387
附录四 常用基本物理常量 388
附录五 希腊字母表 388
参考文献 389