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第一章 刚体的定轴转动1

1.1角量和线量2

1.1.1刚体的定轴转动2

1.1.2角量2

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11

1.4旋进12

习题一13

第二章 物体的弹性 骨的力学性质17

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22

2.4骨的力学性质23

2.4.1骨的受力24

2.4.2骨的力学特性26

习题二27

第三章 血液的流动29

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31

3.1.3伯努利方程32

3.1.4方程的应用33

3.2血液的层流37

3.2.1基本概念37

3.2.2连续性方程 人体内血流速度分布40

3.2.3伯努利方程 心脏做功40

3.2.4泊肃叶定律 外周阻力44

3.2.5斯托克斯黏性公式血沉46

习题三47

第四章 振动与波动51

4.1简谐振动52

4.1.1简谐振动方程52

4.1.2描述简谐振动的特征量53

4.1.3初始条件55

4.1.4简谐振动的旋转矢量表示法55

4.1.5简谐振动的能量57

4.2简谐振动的叠加58

4.2.1同方向、同频率的两个简谐振动的合成58

4.2.2同方向、不同频率的两个简谐振动的合成拍59

4.2.3两个互相垂直的简谐振动的合成61

4.3振动的分解 频谱分析64

4.4阻尼振动 受迫振动共振65

4.4.1阻尼振动65

4.4.2受迫振动66

4.4.3共振67

4.4.4非线性振动67

4.5波动方程68

4.5.1波的产生和传播68

4.5.2横波和纵波68

4.5.3波面与波线69

4.5.4波的周期、频率和波长69

4.5.5平面简谐波69

4.6波的能量 能流密度74

4.6.1波的能量74

4.6.2波的能流密度75

4.6.3波的强度与距离的关系76

4.6.4 介质对波能量的吸收76

4.7波的干涉77

4.7.1波的叠加原理77

4.7.2波的干涉77

4.7.3驻波79

习题四81

第五章 超声波 超声诊断仪的物理原理87

5.1声波88

5.1.1声波的基本性质88

5.1.2声强级 听觉区域响度级89

5.1.3声波的多普勒效应90

5.2超声波的基本性质及数学表述93

5.2.1超声波的速度94

5.2.2声压与声压方程94

5.2.3声特性阻抗95

5.3超声在介质中的传播规律97

5.3.1反射与透射97

5.3.2声束通过介质薄层100

5.3.3超声在介质中的衰减特征101

5.3.4超声在介质中的吸收衰减规律101

5.3.5测量介质吸收超声的参数102

5.3.6超声与物质的相互作用104

5.4超声的产生及声场基本特征105

5.4.1超声探头105

5.4.2超声束的形状106

5.5超声诊断仪的物理原理108

5.5.1 A型超声108

5.5.2 M型超声109

5.5.3 B型超声110

5.5.4 D型超声111

5.5.5彩超113

习题五114

第六章 狭义相对论117

6.1伽利略变换和经典力学时空观118

6.1.1伽利略相对性原理118

6.1.2伽利略变换118

6.1.3经典力学的时空观119

6.2狭义相对论的基本假设洛伦兹变换119

6.2.1迈克耳孙-莫雷实验119

6.2.2狭义相对论的基本假设120

6.2.3洛伦兹变换121

6.3狭义相对论的时空观122

6.3.1同时的相对性122

6.3.2时间延缓123

6.3.3长度收缩123

6.4狭义相对论动力学125

6.4.1相对论动量、质量、质点动力学基本方程125

6.4.2相对论动能126

6.4.3质能关系式126

6.4.4能量和动量的关系127

习题六128

第七章 液体的表面性质131

7.1液体的表面张力和表面能132

7.1.1表面张力132

7.1.2表面能133

7.1.3液体表面层中的分子力作用134

7.2弯曲液面的附加压强135

7.2.1附加压强135

7.2.2肺泡中的表面活性物质137

7.3液体与固体接触处的表面现象 毛细现象138

7.3.1液体与固体接触处的表面现象138

7.3.2毛细现象139

7.3.3气体栓塞140

习题七141

第八章 静电学143

8.1电场 电场强度144

8.1.1库仑定律144

8.1.2电场和电场强度144

8.1.3电场强度的计算145

8.2高斯定理及其应用149

8.2.1电场线 电场强度通量149

8.2.2高斯定理151

8.2.3高斯定理的应用153

8.3电场力做功 电势155

8.3.1电场力做功155

8.3.2电势能 电势156

8.3.3等势面 电场强度与电势的关系159

8.4电偶极子 电偶层心电161

8.4.1电偶极子161

8.4.2电偶层162

8.4.3心电向量和心电向量环164

8.4.4体表心电的形成165

8.5静电场中的电介质166

8.5.1电介质及其极化166

8.5.2电介质中的场强168

8.6电容 电场的能量170

8.6.1电容170

8.6.2带电系统的能量171

8.6.3静电场的能量171

习题八172

第九章 电流的磁场177

9.1磁感应强度 磁通量178

9.1.1磁感应强度178

9.1.2磁感应线 磁通量和磁场中的高斯定理179

9.2毕奥-萨伐尔定律及其应用179

9.2.1毕奥-萨伐尔定律179

9.2.2毕奥-萨伐尔定律的应用180

9.3安培环路定理及其应用183

9.3.1安培环路定理183

9.3.2安培环路定理的应用184

9.4磁场对电流的作用185

9.4.1磁场对运动电荷的作用185

9.4.2磁场对电流的作用188

9.5生物磁场和磁场的生物效应191

9.5.1生物磁场191

9.5.2磁场的生物效应192

习题九192

第十章 恒定电流197

10.1欧姆定律的微分形式198

10.1.1电流 电流密度198

10.1.2欧姆定律的微分形式200

10.2电动势 生物膜电位200

10.2.1电动势200

10.2.2细胞跨膜电位201

10.3直流电路204

10.3.1闭合电路的欧姆定律204

10.3.2基尔霍夫定律204

10.4电容器的充放电过程206

10.4.1充电过程206

10.4.2放电过程208

10.5电流对人体的作用208

10.5.1直流电对人体的作用209

10.5.2低频交流电流对人体的作用210

10.5.3中频、高频交流电流对人体的作用211

习题十212

第十一章 眼睛的屈光215

11.1眼睛的屈光系统216

11.1.1眼睛的生理结构216

11.1.2示意眼216

11.1.3简化眼217

11.2球面的屈光217

11.2.1单球面217

11.2.2共轴多球面220

11.3透镜的屈光223

11.3.1薄透镜224

11.3.2薄透镜的组合226

11.3.3圆柱透镜227

11.3.4透镜的像差228

11.4眼睛的屈光不正及其物理矫正229

11.4.1近视眼230

11.4.2远视眼231

11.4.3老花眼232

11.4.4散光眼233

习题十一233

第十二章 波动光学237

12.1光的干涉238

12.1.1光波 光的相干性238

12.1.2双缝干涉239

12.1.3光程和光程差242

12.1.4薄膜干涉243

12.1.5劈形空气隙干涉245

12.1.6迈克耳孙干涉仪246

12.2光的衍射247

12.2.1惠更斯-菲涅耳原理247

12.2.2夫琅禾费单缝衍射248

12.2.3夫琅禾费圆孔衍射251

12.2.4光栅的衍射254

12.3光的偏振257

12.3.1自然光与偏振光257

12.3.2起偏与检偏258

12.3.3马吕斯定律259

12.3.4旋光现象260

习题十二262

第十三章 量子力学基础267

13.1热辐射 普朗克的量子假设268

13.1.1热辐射268

13.1.2黑体辐射实验规律269

13.1.3普朗克能量子假设270

13.1.4热辐射的医学应用271

13.2光电效应 爱因斯坦的光子假说272

13.2.1光电效应实验规律272

13.2.2爱因斯坦光子假说273

13.2.3光的波粒二象性274

13.2.4光电效应的应用274

13.3康普顿效应274

13.3.1康普顿效应的实验规律274

13.3.2康普顿效应的光子理论解释275

13.4玻尔的氢原子理论276

13.4.1氢原子光谱276

13.4.2玻尔的氢原子理论278

13.5微观粒子的波动性280

13.5.1德布罗意物质波假设280

13.5.2物质波的实验验证281

13.5.3不确定关系283

13.6波函数 薛定谔方程285

13.6.1波函数及其统计解释285

13.6.2薛定谔方程286

13.6.3一维无限深势阱中的粒子287

13.6.4一维谐振子289

13.6.5一维势垒290

习题十三292

第十四章 激光及其在生物医学中的应用295

14.1激光基本原理296

14.1.1光与物质的相互作用理论296

14.1.2粒子数反转原理298

14.1.3光学谐振腔299

14.1.4激励装置302

14.2激光主要参数与特性302

14.2.1激光主要参数302

14.2.2激光的特点304

14.2.3临床医学用典型激光器306

14.3激光生物效应与技术308

14.3.1激光生物效应308

14.3.2激光生物技术312

14.4激光在临床医学中的应用316

14.4.1激光诊断方法316

14.4.2激光治疗方法318

14.4.3激光的其他临床应用323

习题十四323

第十五章 原子核物理 核磁共振成像原理325

15.1原子核的性质326

15.1.1原子核的组成326

15.1.2质量亏损和结合能326

15.1.3核力328

15.2放射性核素的衰变329

15.2.1α衰变329

15.2.2 β衰变和电子俘获329

15.2.3γ衰变和内转换330

15.3放射性核素的衰变规律331

15.3.1核衰变定律331

15.3.2半衰期和平均寿命332

15.3.3放射性活度334

15.4射线与物质的相互作用334

15.4.1带电粒子与物质的相互作用335

15.4.2光子与物质的相互作用337

15.4.3中子与物质的相互作用338

15.5射线的剂量和防护338

15.5.1射线的剂量338

15.5.2射线的防护339

15.6放射性核素在医学上的应用340

15.6.1治疗方面340

15.6.2示踪原子341

15.7核磁共振成像原理342

15.7.1核磁共振的基本原理342

15.7.2核磁共振的宏观描述346

15.7.3磁共振成像349

15.7.4人体的磁共振成像352

15.7.5磁共振成像的医学诊断依据354

15.7.6磁共振成像的特点及现状355

习题十五357

第十六章X射线成像的物理基础359

16.1 X射线的产生及其基本性质360

16.1.1 X射线的产生360

16.1.2 X射线的基本性质361

16.1.3 X射线的强度和硬度361

16.2 X射线衍射X射线谱362

16.2.1 X射线衍射362

16.2.2 X射线谱363

16.3 X射线的吸收366

16.3.1线性吸收系数及质量吸收系数366

16.3.2半价层366

16.3.3质量吸收系数与波长的关系367

16.4 X射线成像367

16.4.1常规X射线投影成像367

16.4.2 X射线电子计算机断层成像368

习题十六373

附录A常用物理常量表375

附录B部分数学公式377

附录C希腊字母表381

附录D三种坐标系中的线元、面元和体积元382

附录E两个矢量的标积和矢积383

参考文献384