绪论 1
一、物理学的研究对象、研究方法与发展趋势 1
二、物理学与医学的关系、医学物理学简介 2
三、医用物理学课程的目的要求与学习方法 3
第一章 医用力学基础 5
第一节 刚体的转动 5
一、角量与线量的关系 5
二、转动动能与转动惯量 6
三、力矩与转动定律 8
四、角动量守恒定律 11
五、离心分离器原理 12
第二节 物体的弹性 14
一、应力和应变 14
二、弹性模量 16
第三节 骨骼和肌肉的力学性质 17
一、骨骼的力学性质 17
二、肌肉的力学特性 19
习题一 20
一、谐振动与谐振动方程 23
第一节 谐振动 23
第二章 振动 23
二、用旋转矢量表示谐振动 25
三、谐振动的振幅、周期、频率和相位 26
四、简谐振动的能量 28
五、几种常见的简谐振动 29
第二节 谐振动的合成 31
一、同方向同频率的2个谐振动的合成 31
二、同方向不同频率的2个谐振动的合成 32
三、频谱分析 33
四、2个相互垂直频率相同的谐振动的合成 35
第三节 阻尼振动 受迫振动与共振 37
一、阻尼振动 37
二、受迫振动与共振 39
习题二 40
第三章 波动 声波 43
第一节 波动方程 43
一、机械波的产生 43
二、波面和波线 44
三、波速、波长、波的周期和频率 45
四、波动方程 46
一、波的能量 能量密度 48
第二节 波的能量 48
二、波的强度——能流密度 49
三、波的衰减 50
第三节 惠更斯原理与波的干涉 51
一、惠更斯原理 51
二、波的叠加原理 52
三、波的干涉 52
四、驻波 54
第四节 声波 55
一、声速 55
二、声压和声阻 56
三、声强和声强级 57
四、响度级和等响曲线 59
第五节 超声波及其医学应用 61
一、超声波的产生与接收 61
二、超声波的特性 61
三、超声波在医学中的应用 62
习题三 67
第四章 液体的流动 69
第一节 理想液体的流动 69
一、理想液体的稳定流动 69
二、液流连续原理 70
一、柏努利方程 71
第二节 柏努利方程及其应用 71
二、柏努利方程的应用 73
第三节 实际液体的流动 75
一、实际液体的黏滞性与黏度系数 75
二、血液的黏度 76
三、实际液体的柏努利方程 78
四、湍流和雷诺数 79
一、泊肃叶定律 80
二、泊肃叶定律的推导 80
第四节 泊肃叶定律 80
三、血液的流动及血压在血流过程中的分布 82
第五节 斯托克斯定律 83
习题四 84
第五章 液体的表面现象 86
第一节 表面张力和表面能 86
一、液体的表面层和表面能 86
二、表面张力系数 87
第二节 表面吸附和表面活性物质 90
第三节 弯曲液面的附加压强 91
一、弯曲液面的附加压强 91
二、肺泡内外的压强差 93
第四节 毛细现象 气体栓塞 94
一、润湿作用 94
二、毛细现象 96
三、气体栓塞 97
习题五 98
第六章 气体动理论与热力学定律 100
第一节 气体动理论 100
一、气体动理论的一些基本概念 100
三、理想气体的压强公式 101
二、理想气体的微观模型 101
四、理想气体的能量公式 103
第二节 热力学第一定律 105
一、热力学系统与平衡态 105
二、准静态过程 105
三、热量、功和内能 106
四、热力学第一定律 107
第三节 理想气体的热力学过程 108
一、等体过程 108
二、等压过程 109
三、等温过程 110
四、绝热过程 111
第四节 热力学第一定律的应用 113
一、人体的能量交换与基础代谢 113
二、卡诺循环与制冷机 114
三、制冷机和热泵 116
第五节 热力学第二定律 118
一、可逆过程与不可逆过程 118
二、热力学第二定律 119
三、卡诺定理 120
四、熵的概念和熵增加原理 121
五、热力学第二定律的统计意义 124
习题六 126
第七章 静电场 128
第一节 电场 电场强度 128
一、电荷 库仑定律 128
二、电场与电场强度 129
三、场强叠加原理 129
四、电场强度的计算 129
第二节 高斯定理 131
一、电场线和电通量 131
二、高斯定理 132
三、高斯定理的应用举例 133
第三节 电势 135
一、静电场力所做的功 135
二、静电场的环路定理 136
三、电势 136
四、电势叠加原理 137
五、电场强度与电势的关系 138
第四节 电偶极子 电偶层 140
一、电偶极子电场的电势 140
二、电偶层 141
一、电介质的极化 142
第五节 静电场中的电介质 142
二、电介质中的静电场 144
三、电容器及其电容 145
四、静电场的能量 146
第六节 心电知识 148
一、心电场 148
二、心电图 149
三、心电图导联 149
习题七 150
二、电流强度 152
一、电流线 152
第一节 电流的描述 152
第八章 稳恒电流 152
三、电流密度 153
四、稳恒电流 155
第二节 欧姆定律 155
一、物质的导电性与超导现象 155
二、欧姆定律 156
第三节 含源电路的欧姆定律 157
一、一段含源电路的欧姆定律 157
一、节点电流方程 158
第四节 基尔霍夫电路方程 158
二、闭合电路的欧姆定律 158
二、回路电压方程 159
第五节 直流电在医学中的应用 160
一、人体的导电性 160
二、直流电对机体的作用 161
三、离子透入疗法 161
习题八 162
第九章 电流磁场与电磁感应 165
第一节 电流的磁场 165
一、磁场力与磁感应强度 165
二、磁通量 166
三、毕奥-沙伐尔定律 167
四、3种电流的磁场 168
第二节 磁场对运动电荷的作用 171
一、带电粒子在磁场中的运动 171
二、霍尔效应 172
三、磁场对载流导体的作用 174
第三节 磁介质 176
一、磁介质的磁化 176
二、顺磁质和抗磁质 176
一、电磁感应 177
三、铁磁质 177
第四节 电磁感应和电磁波 177
二、感生电动势和动生电动势 178
三、自感和互感 178
四、超导磁体 179
五、电磁振荡 180
六、电磁波 181
习题九 182
第十章 波动光学 185
二、光程和光程差 186
一、相干光源的获得 186
第一节 光的干涉 186
三、杨氏双缝实验 187
四、薄膜干涉 189
五、劈尖干涉与牛顿环 191
六、迈克尔逊干涉仪 193
第二节 光的衍射 194
一、单缝衍射 195
二、圆孔衍射 198
第三节 光的偏振 201
一、自然光与偏振光 201
二、起偏与检偏 马吕斯定律 202
三、部分偏振光的获得 布儒斯特定律 204
四、光的双折射现象与二向色性 205
五、旋光现象 208
第四节 波动光学的应用 209
一、CD光盘播放原理 209
二、计算机芯片的制作 211
三、光学仪器的分辨本领 211
四、糖量计 212
习题十 213
一、单球面的折射 216
第十一章 几何光学 216
第一节 球面折射 216
二、共轴球面系统 218
第二节 透镜 219
一、薄透镜公式 219
二、透镜组合 220
三、像差 221
第三节 共轴球面系统的基点和成像公式 222
一、共轴球面系统的三对基点 222
三、成像公式 223
二、成像作图法 223
第四节 眼睛 224
一、眼球结构简介 224
二、眼睛的光学系统 225
二、眼的分辨本领 225
四、眼的调节及非正常眼的矫正 227
第五节 放大镜 显微镜 230
一、放大镜 230
二、显微镜 230
三、显微镜的分辨本领 231
四、电子显微镜 232
第六节 纤镜 234
一、光学纤维导光原理 234
二、纤镜及其医疗应用 235
习题十二 235
第十二章 热辐射与光的量子性 238
第一节 热辐射 238
一、热辐射 238
二、辐射度 吸收比 黑体 239
二、黑体辐射定律 240
一、基尔霍夫辐射定律 240
第二节 基尔霍夫辐射定律与黑体辐射定律 240
第三节 普朗克量子假设 242
第四节 光电效应 243
一、光电效应 243
二、光电效应与光的波动学说的矛盾 244
三、爱因斯坦光电效应方程 245
四、光子的质量和动量 245
五、光电效应的应用 246
六、光的波粒二象性 247
一、康普顿效应 248
二、康普顿效应的解释 248
第五节 康普顿效应 248
习题十二 250
第十三章 原子结构理论基础与激光 252
第一节 氢原子光谱 252
一、氢原子光谱的实验规律 252
二、广义巴尔末公式 253
第二节 玻尔的氢原子理论 254
一、玻尔的基本假设 254
二、氢原子的能级 254
三、氢原子光谱的解释 255
一、德布罗意假设 257
四、玻尔理论的局限性 257
第三节 德布罗意假设 物质波 257
二、物质波 258
第四节 不确定关系 259
一、坐标和动量的不确定关系 259
二、能量和时间的不确定关系 260
第五节 薛定谔方程 260
一、波函数 260
二、薛定谔方程 260
第六节 激光 261
一、激光的发射原理 262
二、医用激光器简介 264
三、激光的特点 265
第七节 激光在医学上的应用 266
一、利用激光进行基础医学研究 266
二、利用激光进行检测诊断 266
三、利用激光进行各种治疗 266
习题十三 267
第十四章 X射线 269
第一节 X射线的基本性质 269
第三节 X射线的强度和硬度 270
第二节 X射线的产生 270
一、X射线的强度 271
二、X射线的硬度 271
第四节 X射线谱 271
一、连续X射线谱 272
二、标识X射线谱 272
第五节 X射线的吸收 274
第六节 医用X射线摄影与透视装置 276
一、医用X射线摄影装置 276
二、医用X射线透视装置 277
一、概述 278
第七节 X射线CT 278
二、CT成像原理 279
三、CT设备的系统结构 280
习题十四 281
第十五章 原子核与放射性 283
第一节 原子核的结构 283
一、原子核的组成 283
二、放射性同位素和核素 284
第二节 原子核的结合能与核力 285
一、原子核的结合能 285
一、α衰变 288
二、核力 288
第三节 原子核的放射性衰变 288
二、β衰变和电子俘获 289
三、γ衰变和内转换 292
第四节 核衰变规律 292
一、放射性衰变规律 292
二、半衰期 293
三、平均寿命 295
四、放射性活度 295
一、带电粒子与实物的相互作用 296
第五节 射线与实物的相互作用 296
二、γ射线与实物的相互作用 298
三、中子与实物的相互作用 300
第六节 射线的探测与射线的剂量 301
一、射线的深测 301
二、射线的剂量 304
第七节 放射性在医疗中的应用 305
一、医用加速器 305
二、放射性诊断 305
三、放射治疗 306
一、粒子的基本性质 307
第八节 基本粒子简介 307
二、粒子的相互作用 308
三、粒子的分类 308
习题十五 310
附录 311
附表一 常用物理常量 311
附表二 国际单位制 312
附表三 数学符号及常用数学公式 317
习题参考答案 319
参考文献 328