目錄
前言
緒論1
一、物理學的研究對象1
二、物理學與醫(yī)學的關系1
三、物理學的研究方法及其科學思維2
四、物理學與科學發(fā)展和技術進步及人才培養(yǎng)2
第一章 力學基礎4
第一節(jié) 物理量及其描述4
一、物理量4
二、單位制與量綱4
第二節(jié) 運動的描述5
一、位置矢量和位移6
二、速度7
三、加速度8
第三節(jié) 運動的基本定律10
一、牛頓運動定律10
二、沖量動量定理11
三、功和能13
第四節(jié) 剛體的定軸轉(zhuǎn)動16
一、定軸轉(zhuǎn)動的運動學16
二、轉(zhuǎn)動動能轉(zhuǎn)動慣量17
三、力矩轉(zhuǎn)動定律20
四、角動量角動量守恒定律21
五、旋進22
第五節(jié) 轉(zhuǎn)動慣量在醫(yī)學領域中的應用23
思考題與習題24
閱讀材料25
第二章 物體的彈性與形變28
第一節(jié) 應力和應變28
一、應力28
二、應變29
第二節(jié) 材料的彈性29
一、彈性和塑性29
二、彈性模量31
三、彎曲32
四、扭轉(zhuǎn)33
第三節(jié) 物體的形變和彈性勢能34
第四節(jié) 彈性腔的力學問題34
一、球形彈性腔的力學問題35
二、管形彈性腔的力學問題35
第五節(jié) 骨與肌肉的生物力學特性36
一、骨骼的力學性質(zhì)36
二、肌肉的力學特性40
思考題與習題二41
閱讀材料42
第三章 流體的運動44
第一節(jié) 理想流體的流動44
一、理想流體44
二、穩(wěn)定流動44
三、連續(xù)性方程45
第二節(jié) 伯努利方程46
一、伯努利方程46
二、伯努利方程的應用48
第三節(jié) 黏性流體的流動52
一、層流和湍流52
二、牛頓黏滯定律53
三、雷諾數(shù)55
第四節(jié) 黏性流體的流動規(guī)律55
一、黏性流體的伯努利方程55
二、泊肅葉定律56
三、斯托克斯定律58
第五節(jié) 血流動力學基礎58
一、人體血液循環(huán)系統(tǒng)中的血流特點58
二、血液流變學檢測儀器及其醫(yī)學應用62
思考題與習題三65
閱讀材料66
第四章 機械振動和機械波聲波68
第一節(jié) 簡諧振動68
一、筒諧振動方程68
二、簡諧振動的特征量69
三、簡諧振動的矢量圖示法70
四、簡諧振動的能量71
第二節(jié) 阻尼振動受迫振動和共振73
一、阻尼振動73
二、受迫振動和共振75
第三節(jié) 簡諧振動的合成與分解76
一、兩個同方向、同頻率簡諧振動的合成77
二、同方向、不同頻率的簡諧振動的合成78
三、頻譜分析80
四、兩個同頻率、互相垂直的簡諧振動的合成81
第四節(jié) 機械波83
一、機械波的產(chǎn)生83
二、波面和波線84
三、簡諧波的波動方程84
四、波的能量87
五、波的強度88
六、波的衰減88
第五節(jié) 波的干涉90
一、惠更斯原理波的衍射90
二、波的疊加原理91
三、波的干涉91
四、駐波及半波損失93
第六節(jié) 聲波96
一、聲壓、聲阻和聲強96
二、聲波的反射和透射98
三、聲強級和響度級99
四、多普勒效應101
第七節(jié) 超聲波104
一、超聲波的特性104
二、超聲波在介質(zhì)中的作用105
第八節(jié) 超聲技術及其醫(yī)學應用106
一、超聲波的產(chǎn)生與探測106
二、醫(yī)學超聲儀的分辨力107
三、超聲掃描儀及其醫(yī)學應用108
思考題與習題四112
閱讀材料114
第五章 分子動理論116
第一節(jié) 物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)116
第二節(jié) 理想氣體分子動理論117
一、理想氣體狀態(tài)方程117
二、理想氣體微觀模型118
三、理想氣體的壓強公式119
四、理想氣體的能量公式和能量均分原理121
五、理想氣體定律的推導123
第三節(jié) 生物膜的輸運125
一、生物膜的通透性125
二、氣體的透膜擴散125
三、帶電粒子的擴散126
四、溶液中的滲透126
第四節(jié) 液體的表面現(xiàn)象127
一、表面張力和表面能127
二、曲面下的附加壓強130
三、毛細現(xiàn)象和氣體栓塞133
四、表面活性物質(zhì)與表面吸附135
第五節(jié) 毛細現(xiàn)象和氣體栓塞的醫(yī)學應用137
思考題與習題五137
閱讀材料138
第六章 熱力學基礎140
第一節(jié) 熱力學第一定律140
一、熱力學的基本概念140
二、熱力學第一定律143
第二節(jié) 熱力學第一定律的應用144
一、等體過程144
二、等壓過程144
三、等溫過程145
四、絕熱過程146
第三節(jié) 循環(huán)過程卡諾循環(huán)148
一、循環(huán)過程和熱機效率148
二、卡諾循環(huán)及其效率150
第四節(jié) 熱力學第二定律152
一、熱力學第二定律152
二、可逆過程和不可逆過程153
三、熱力學第二定律的統(tǒng)計意義和適用范圍153
第五節(jié) 熵與熵增加原理155
一、克勞修斯等式155
二、熵的概念156
三、熵增加原理與能量退降157
第六節(jié) 生物熱力學160
一、人體代謝過程中的能量轉(zhuǎn)換160
二、生物系統(tǒng)熱力學162
第七節(jié) 熱效應的醫(yī)學應用162
一、制熱效應的醫(yī)學應用162
二、制冷效應的醫(yī)學應用163
思考題與習題六164
閱讀材料165
第七章 靜電場168
第一節(jié) 電場和電場強度168
一、電荷和庫侖定律168
二、電場強度169
第二節(jié) 高斯定理172
一、電場線和電通量172
二、高斯定理174
三、高斯定理的應用176
第三節(jié) 電勢和電勢梯度178
一、靜電場力做功178
二、電勢180
三、電勢梯度183
第四節(jié) 電偶極子與電偶層185
一、電偶極子185
二、電偶層187
第五節(jié) 電場的生物學效應188
一、靜電場對種子萌發(fā)的生物學效應189
二、靜電場對植物愈傷組織誘導和增殖的影響190
三、靜電場對植物光合器官和功能的影響190
第六節(jié) 生物電現(xiàn)象及其醫(yī)學應用191
一、細胞膜電勢及神經(jīng)傳導的電學原理191
二、心電圖的形成198
思考題與習題七200
閱讀材料202
第八章 直流電203
第一節(jié) 電流和電流密度203
一、電流電流密度203
二、歐姆定律的微分形式205
三、電解質(zhì)的導電性207
四、含源電路的歐姆定律208
第二節(jié) 基爾霍夫定律210
一、基爾霍夫第一定律211
二、基爾霍夫第二定律211
三、基爾霍夫定律的應用212
第三節(jié) 電容器的充放電過程213
一、RC電路的充電過程214
二、RC電路的放電過程215
第四節(jié) 生物膜電勢216
一、能斯特方程和靜息電勢216
二、動作電勢和神經(jīng)傳導218
第五節(jié) 電流對人體的作用221
一、人體的導電性221
二、電流對人體的作用222
三、電療224
思考題與習題八225
閱讀材料226
第九章 磁場與電磁感應228
第一節(jié) 磁場磁感應強度228
一、磁場228
二、磁感應強度228
第二節(jié) 磁場對運動電荷和電流的作用229
一、洛倫茲力229
二、霍爾效應230
三、磁場對載流導線的作用磁矩232
第三節(jié) 電流的磁場234
一、畢奧-薩伐爾定律234
二、畢奧-薩伐爾定律的應用235
三、安培環(huán)路定理238
第四節(jié) 電磁感應240
一、磁通量240
二、電磁感應定律241
三、動生電動勢242
四、感生電動勢渦旋電場242
五、自感現(xiàn)象243
第五節(jié) 電磁振蕩和電磁波244
一、電磁振蕩244
二、電磁波246
第六節(jié) 磁場的生物效應及磁效應的醫(yī)學應用248
一、生物磁現(xiàn)象及醫(yī)學應用248
二、磁場的生物效應及磁效應的醫(yī)學應用249
三、磁效應的醫(yī)學應用250
思考題與習題九251
閱讀材料252
第十章 波動光學255
第一節(jié) 光的干涉255
一、光的相干性255
二、光程和光程差256
三、楊氏雙縫干涉257
四、勞埃德鏡實驗259
五、薄膜干涉260
第二節(jié) 光的衍射266
一、單縫衍射266
二、圓孔衍射269
三、光柵衍射269
第三節(jié) 光的偏振271
一、自然光和偏振光271
二、馬呂斯定律274
三、布儒斯特定律275
四、光的雙折射276
第四節(jié) 旋光現(xiàn)象277
第五節(jié) 波動光學的應用278
一、偏振光技術的應用278
二、液晶的光學特性278
思考題與習題十279
閱讀材料280
第十一章 幾何光學282
第一節(jié) 球面折射282
一、單球面折射282
二、共軸球面系統(tǒng)285
第二節(jié) 透鏡286
一、薄透鏡286
二、薄透鏡組合288
三、厚透鏡289
四、柱面透鏡291
五、透鏡的像差291
第三節(jié) 眼睛的光學系統(tǒng)293
一、眼睛的光學結(jié)構(gòu)293
二、眼睛的光學系統(tǒng)294
三、眼睛的調(diào)節(jié) 295
四、眼睛的分辨本領及視力295
五、眼睛的屈光不正及其矯正297
第四節(jié) 幾種醫(yī)用光學儀器的原理及應用300
一、放大鏡300
二、光學顯微鏡301
三、檢眼鏡與纖鏡305
四、幾種特殊的顯微鏡307
思考題與習題十312
閱讀材料312
醫(yī)學物理學
第十二章 量子力學基礎314
第一節(jié) 熱輻射314
一、基爾霍夫輻射定律314
二、黑體輻射316
三、普朗克能量子假設318
四、人與熱輻射環(huán)境319
第二節(jié) 光的量子性319
一、光電效應319
二、愛因斯坦光電效應方程321
三、光的波粒二象性322
四、康普頓效應322
第三節(jié) 氫原子光譜玻爾的氫原子理論323
一、氫原子光譜的規(guī)律323
二、玻爾的氫原子理論324
第四節(jié) 物質(zhì)的波動性質(zhì)326
一、德布羅意波326
二、電子顯微鏡328
三、不確定關系328
第五節(jié) 原子殼層結(jié)構(gòu)329
一、多電子原子的近似處理329
二、原子的電子殼層結(jié)構(gòu)330
第六節(jié) 原子光譜與分子光譜331
一、原子光譜331
二、分子光譜332
三、光譜分析在醫(yī)學上的應用334
第七節(jié) 掃描隧道顯微鏡335
第八節(jié) 量子生物學概述337
一、量子生物學的研究方法337
二量子生物學研究內(nèi)容338
三、量子生物學的發(fā)展338
思考題與習題十二338
閱讀材料339
第十三章 X射線341
第一節(jié) X射線的產(chǎn)生341
一、X射線的產(chǎn)生裝置341
二、實際焦點和有效焦點342
三、X射線的強度和硬度343
第二節(jié) X射線的性質(zhì)和X射線衍射343
一、X射線的性質(zhì)343
二、X射線的衍射344
第三節(jié) X射線譜345
一、連續(xù)X射線譜346
二、標識X射線譜347
第四節(jié) 物質(zhì)對X射線的吸收規(guī)律348
一、單色X射線的吸收規(guī)律348
二、連續(xù)X射線的吸收規(guī)律350
第五節(jié) X射線的醫(yī)學應用350
一、治療方面的應用350
二、藥物分析方面的應用350
三、診斷方面的應用351
思考題與習題十三353
閱讀材料354
第十四章 原子核和放射性356
第一節(jié) 原子核的基本性質(zhì)356
一、原子核的組成356
二、原子核的質(zhì)量和大小357
三、原子核的自旋和磁矩357
四、原子核的質(zhì)量虧損及結(jié)合能358
五、原子核的穩(wěn)定性359
六、原子核的宇稱360
第二節(jié) 原子核的衰變361
一、α衰變361
二、β衰變362
三、Y衰變和內(nèi)轉(zhuǎn)換364
第三節(jié) 放射性核素的衰變規(guī)律364
一、衰變規(guī)律364
二、半衰期和平均壽命365
三、放射性活度367
四、放射平衡368
第四節(jié) 射線與物質(zhì)的相互作用371
一、射線與物質(zhì)作用的方式371
二、重帶電粒子與物質(zhì)的相互作用372
三、β射線與物質(zhì)的相互作用373
四、光子與物質(zhì)的相互作用374
五、中子與物質(zhì)的相互作用375
第五節(jié) 輻射劑量與防護及測量原理376
一、射線的輻射劑量376
二、輻射的防護378
三、射線的測量原理379
第六節(jié) 放射性核素在醫(yī)學上的應用380
一、示蹤原理380
二、放射診斷381
三、放射治療382
思考題與習題十四384
閱讀材料384
第十五章 激光及其醫(yī)學應用386
第一節(jié) 激光產(chǎn)生的基本原理386
一、粒子的能級386
二、粒子能級之間的躍遷387
三、粒子數(shù)反轉(zhuǎn)387
四、光學諧振腔388
五、激光器與激光389
第二節(jié) 激光的特性391
一、方向性好391
二、亮度高392
三、單色性好392
四、相干性好392
五、偏振性好393
第三節(jié) 激光的醫(yī)學應用393
一、激光的生物作用393
二、激光在基礎醫(yī)學研究中的應用395
三、激光的臨床應用396
四、醫(yī)用激光器398
五、激光的安全防護400
思考題與習題十五401
閱讀材料401
第十六章 磁共振成像403
第一節(jié) 核磁共振的基本概念403
一、原子核的自旋和磁矩403
二、原子核在磁場中的運動405
三、原子核在磁場中的能量和塞曼效應406
四、原子核的宏觀磁化406
第二節(jié) 核磁共振現(xiàn)象408
一、核磁共振現(xiàn)象的發(fā)生408
二、弛豫過程和弛豫時間409
三、自由感應衰減信號410
四、核磁共振參數(shù)的醫(yī)學診斷意義411
第三節(jié) 磁共振成像原理412
一、磁共振信號成像參數(shù)的檢測和加權成像413
二、磁共振成像的基本方法415
三、磁共振成像系統(tǒng)417
第四節(jié) MRI的醫(yī)學應用與發(fā)展419
一、MRI的醫(yī)學應用419
二、MRI技術的主要優(yōu)缺點421
三、MRI的發(fā)展和前景422
思考題與習題十六422
閱讀材料423
參考文獻427