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第一章 刚体的定轴转动1

§1.1 角量和线量1

1.1.1 刚体的定轴转动1

1.1.2 角量1

1.1.3 角量与线量的关系4

§1.2 转动定律 转动惯量4

1.2.1 转动力矩4

1.2.2 转动定律5

1.2.3 转动惯量7

1.2.4 转动动能10

1.2.5 力矩的功10

§1.3 角动量 角动量守恒定律11

1.3.1 角动量11

1.3.2 冲量矩11

1.3.3 角动量定理11

1.3.4 角动量守恒定律12

§1.4 旋进12

习题一13

第二章 物体的弹性骨的力学性质18

§2.1 应力和应变18

2.1.1 应力18

2.1.2 应变19

§2.2 弹性模量20

2.2.1 弹性与塑性20

2.2.2 弹性模量21

§2.3 形变势能23

§2.4 骨的力学性质21

2.4.1 骨的受力24

2.4.2 骨的力学特性26

习题二28

第三章 血液的流动30

§3.1 理想流体的定常流动30

3.1.1 基本概念30

3.1.2 连续性方程32

3.1.3 伯努利方程32

3.1.4 方程的应用34

§3.2 血液的层流38

3.2.1 基本概念38

3.2.2 连续性方程 人体内血流速度分布41

3.2.3 伯努利方程 心脏做功42

3.2.4 泊肃叶定律 外周阻力45

3.2.5 斯托克斯黏性公式 血沉48

习题三49

第四章 振动与波动53

§4.1 简谐振动53

4.1.1 简谐振动方程54

4.1.2 描述简谐振动的特征量55

4.1.3 初始条件57

4.1.4 简谐振动的旋转矢量表示法57

4.1.5 简谐振动的能量59

§4.2 简谐振动的叠加60

4.2.1 同方向、同频率的两个简谐振动的合成60

4.2.2 同方向、不同频率的两个简谐振动的合成 拍62

4.2.3 两个互相垂直的简谐振动的合成64

§4.3 振动的分解 频谱分析67

§4.4 阻尼振动 受迫振动 共振68

4.4.1 阻尼振动68

4.4.2 受迫振动70

4.4.3 共振71

4.4.4 非线性振动71

§4.5 波动方程72

4.5.1 波的产生和传播72

4.5.2 横波和纵波72

4.5.3 波面与波线73

4.5.4 波的周期、频率和波长73

4.5.5 平面简谐波74

§4.6 波的能量 能流密度78

4.6.1 波的能量78

4.6.2 波的能流密度80

4.6.3 波的强度与距离的关系81

4.6.4 介质对波能量的吸收81

§4.7 波的干涉82

4.7.1 波的叠加原理82

4.7.2 波的干涉82

4.7.3 驻波84

习题四87

第五章 超声波 超声诊断仪的物理原理93

§5.1 声波93

5.1.1 声波的基本性质93

5.1.2 声强级 听觉区域 响度级94

5.1.3 声波的多普勒效应96

§5.2 超声波的基本性质及数学表述99

5.2.1 超声波的动力学方程100

5.2.2 超声波的速度100

5.2.3 声压与声压方程100

5.2.4 声特性阻抗102

§5.3 超声在介质中的传播规律103

5.3.1 反射与透射104

5.3.2 衍射与散射107

5.3.3 声束通过介质薄层108

§5.4 超声在介质中的衰减规律109

5.4.1 超声在介质中的衰减特征109

5.4.2 超声在介质中的吸收衰减规律110

5.4.3 测量介质吸收超声的参数111

5.4.4 超声与物质的相互作用113

§5.5 超声的产生及声场基本特征114

5.5.1 超声探头114

5.5.2 超声束的形状115

§5.6 超声诊断仪的物理原理117

5.6.1 A型超声118

5.6.2 M型超声118

5.6.3 B型超声119

5.6.4 D型超声121

5.6.5 彩超124

习题五126

第六章 狭义相对论129

§6.1 伽利略变换和经典力学时空观129

6.1.1 伽利略相对性原理129

6.1.2 伽利略变换130

6.1.3 经典力学的时空观131

§6.2 狭义相对论的基本假设 洛伦兹变换131

6.2.1 迈克耳孙-莫雷实验131

6.2.2 狭义相对论的基本假设132

6.2.3 洛伦兹变换133

§6.3 狭义相对论的时空观134

6.3.1 同时的相对性134

6.3.2 时间延缓135

6.3.3 长度收缩135

§6.4 狭义相对论动力学137

6.4.1 相对论动量、质量、质点动力学基本方程137

6.4.2 相对论动能138

6.4.3 质能关系式139

6.4.4 能量和动量的关系140

习题六141

第七章 液体的表面性质143

§7.1 液体的表面张力和表面能143

7.1.1 表面张力143

7.1.2 表面能145

7.1.3 液体表面层中的分子力作用145

§7.2 弯曲液面的附加压强147

7.2.1 附加压强147

7.2.2 肺泡中的表面活性物质150

§7.3 液体与固体接触处的表面现象 毛细现象151

7.3.1 液体与固体接触处的表面现象151

7.3.2 毛细现象152

7.3.3 气体栓塞153

习题七154

第八章 静电学156

§8.1 电场 电场强度156

8.1.1 库仑定律156

8.1.2 电场和电场强度157

8.1.3 电场强度的计算157

§8.2 高斯定理及其应用162

8.2.1 电场线 电场强度通量162

8.2.2 高斯定理163

8.2.3 高斯定理的应用166

§8.3 电场力做功 电势168

8.3.1 电场力做功168

8.3.2 电势能 电势170

8.3.3 等势面 电场强度与电势的关系173

§8.4 电偶极子 电偶层 心电175

8.4.1 电偶极子175

8.4.2 电偶层176

8.4.3 心电向量和心电向量环178

8.4.4 体表心电的形成179

§8.5 静电场中的电介质180

8.5.1 电介质及其极化180

8.5.2 电介质中的场强183

§8.6 电容 电场的能量185

8.6.1 电容185

8.6.2 带电系统的能量186

8.6.3 静电场的能量186

习题八188

第九章 电流的磁场192

§9.1 磁感应强度 磁通量192

9.1.1 磁感应强度192

9.1.2 磁感应线 磁通量和磁场中的高斯定理193

§9.2 毕奥-萨伐尔定律及其应用194

9.2.1 毕奥-萨伐尔定律194

9.2.2 毕奥-萨伐尔定律的应用195

§9.3 安培环路定律及其应用198

9.3.1 安培环路定律198

9.3.2 安培环路定律的应用199

§9.4 磁场对电流的作用201

9.4.1 磁场对运动电荷的作用201

9.4.2 磁场对电流的作用203

§9.5 生物磁场和磁场的生物效应207

9.5.1 生物磁场207

9.5.2 磁场的生物效应209

习题九209

第十章 恒定电流213

§10.1 欧姆定律的微分形式213

10.1.1 电流 电流密度213

10.1.2 欧姆定律的微分形式215

§10.2 电动势 生物膜电位216

10.2.1 电动势216

10.2.2 细胞跨膜电位218

§10.3 直流电路220

10.3.1 闭合电路的欧姆定律220

1O.3.2 基尔霍夫定律220

§10.4 电容器的充放电过程223

10.4.1 充电过程223

10.4.2 放电过程225

§10.5 电流对人体的作用225

10.5.1 直流电对人体的作用226

10.5.2 低频交流电流对人体的作用228

10.5.3 中频、高频交流电流对人体的作用228

习题十230

第十一章 眼睛的屈光232

§11.1 眼睛的屈光系统232

11.1.1 眼睛的生理结构232

11.1.2 示意眼233

11.1.3 简化眼233

§11.2 球面的屈光234

11.2.1 单球面234

11.2.2 共轴多球面237

§11.3 透镜的屈光240

11.3.1 薄透镜241

11.3.2 薄透镜的组合244

11.3.3 圆柱透镜245

11.3.4 透镜的像差245

§11.4 眼睛的屈光不正及其物理矫正247

11.4.1 近视眼248

11.4.2 远视眼249

11.4.3 老花眼250

11.4.4 散光眼251

习题十一251

第十二章 波动光学255

§12.1 光的干涉255

12.1.1 光波 光的相干性255

12.1.2 双缝干涉256

12.1.3 光程和光程差260

12.1.4 薄膜干涉261

12.1.5 劈形空气隙干涉264

12.1.6 迈克耳孙干涉仪265

§12.2 光的衍射266

12.2.1 惠更斯-菲涅耳原理266

12.2.2 夫琅禾费单缝衍射267

12.2.3 夫琅禾费圆孔衍射271

12.2.4 光栅的衍射273

§12.3 光的偏振277

12.3.1 自然光与偏振光277

12.3.2 起偏与检偏278

12.3.3 马吕斯定律280

12.3.4 旋光现象281

习题十二283

第十三章 量子力学基础287

§13.1 热辐射 普朗克的量子假设287

13.1.1 热辐射287

13.1.2 黑体辐射实验规律289

13.1.3 普朗克能量子假设290

13.1.4 热辐射的医学应用291

§13.2 光电效应 爱因斯坦的光子假说292

13.2.1 光电效应实验规律292

13.2.2 爱因斯坦光子假说293

13.2.3 光的波粒二象性294

13.2.4 光电效应的应用294

§13.3 康普顿效应295

13.3.1 康普顿效应的实验规律295

13.3.2 康普顿效应的光子理论解释296

§13.4 玻尔的氢原子理论297

13.4.1 氢原子光谱297

13.4.2 玻尔的氢原子理论299

§13.5 微观粒子的波动性302

13.5.1 德布罗意物质波假设302

13.5.2 物质波的实验验证303

13.5.3 不确定关系305

§13.6 波函数 薛定谔方程307

13.6.1 波函数及其统计解释307

13.6.2 薛定谔方程309

13.6.3 一维无限深势阱中的粒子310

13.6.4 一维谐振子312

13.6.5 一维势垒313

习题十三315

第十四章 激光及其在生物医学中的应用318

§14.1 激光基本原理319

14.1.1 光与物质的相互作用理论319

14.1.2 粒子数反转原理320

14.1.3 光学谐振腔322

14.1.4 激励装置325

§14.2 激光主要参数与特性326

14.2.1 激光主要参数326

14.2.2 激光的特点327

14.2.3 典型激光器330

§14.3 激光生物效应与技术332

14.3.1 激光生物效应332

14.3.2 激光生物技术336

§14.4 激光在临床医学中的应用341

14.4.1 激光诊断方法341

14.4.2 激光治疗方法343

14.4.3 激光的其他临床应用349

习题十四349

第十五章 原子核物理核磁共振成像原理351

§15.1 原子核的性质351

15.1.1 原子核的组成351

15.1.2 质量亏损和结合能352

15.1.3 核力353

§15.2 放射性核素的衰变355

15.2.1 α衰变355

15.2.2 β衰变和电子俘获355

15.2.3 γ衰变和内转换356

§15.3 放射性核素的衰变规律357

15.3.1 核衰变定律357

15.3.2 半衰期和平均寿命358

15.3.3 放射性活度360

§15.4 射线与物质的相互作用361

15.4.1 带电粒子与物质的相互作用361

15.1.2 光子与物质的相互作用364

15.4.3 中子与物质的相互作用364

§15.5 射线的剂量和防护365

15.5.1 射线的剂量365

15.5.2 射线的防护366

§15.6 放射性核素在医学上的应用367

15.6.1 治疗方面367

15.6.2 示踪原子368

§15.7 核磁共振成像原理369

15.7.1 核磁共振的基本原理369

15.7.2 核磁共振的宏观描述373

15.7.3 磁共振成像377

15.7.4 人体的磁共振成像380

15.7.5 磁共振成像的医学诊断依据382

15.7.6 磁共振成像的特点及现状384

习题十五385

第十六章 X射线成像的物理基础387

§16.1 X射线的产生及其基本性质387

16.1.1 X射线的产生387

16.1.2 X射线的基本性质388

16.1.3 X射线的强度和硬度389

§16.2 X射线衍射 X射线谱390

16.2.1 X射线衍射390

16.2.2 X射线谱391

§16.3 X射线的吸收394

16.3.1 线性吸收系数及质量吸收系数394

16.3.2 半价层395

16.3.3 质量吸收系数与波长的关系395

§16.4 X射线成像396

16.4.1 常规X射线投影成像396

16.4.2 X射线电子计算机断层成像397

习题十六402

附录A 常用基本物理常量（2006年推荐值）404

附录B 部分数学公式405

附录C 希腊字母表409

附录D 三种坐标系中的线元、面元和体积元410

附录E 两个矢量的标积和矢积411

参考文献413