医用物理学（新医科版）

目录

前言

绪论 1

第1章 力学基础 7

1.1 力学基本定律 8

1.1.1 位移、速度、加速度 8

1.1.2 动量、动量守恒定律 9

1.1.3 功和能、能量守恒定律 11

1.2 刚体转动的运动学 14

1.2.1 角位移、角速度、角加速度 14

1.2.2 角量与线量的关系 15

1.3 刚体转动的动力学 16

1.3.1 转动动能 转动惯量 16

1.3.2 刚体定轴转动定律 19

1.3.3 刚体转动的角动量守恒定律 20

1.3.4 刚体的进动 23

1.4 物体的弹性和形变 24

1.4.1 应变和应力 24

1.4.2 胡克定律 26

知识拓展 27

习题 29

第2章 流体的运动 31

2.1 理想流体 32

2.1.1 理想流体的定义 32

2.1.2 定常流动 32

2.1.3 连续性方程 33

2.1.4 伯努利方程 33

2.1.5 伯努利方程的应用 35

2.2 黏性流体 38

2.2.1 层流 38

2.2.2 牛顿黏滞定律 39

2.2.3 流动状态 40

2.2.4 黏性流体的伯努利方程 心脏做功 41

2.2.5 斯托克斯定理 43

2.2.6 泊肃叶定律 44

知识拓展 46

习题 48

第3章 振动 50

3.1 简谐振动 51

3.1.1 简谐振动的振动方程 51

3.1.2 简谐振动的特征量 53

3.1.3 简谐振动的旋转矢量表示法 55

3.1.4 简谐振动的能量 56

3.2 简谐振动的合成 58

3.2.1 同方向同频率的简谐振动的合成 58

3.2.2 同方向不同频率的简谐振动的合成 60

3.2.3 互相垂直的简谐振动的合成 61

3.2.4 频谱分析 62

知识拓展 62

习题 64

第4章 机械波 66

4.1 机械波简介 67

4.1.1 机械波的产生和传播 67

4.1.2 机械波的几何描述 67

4.1.3 描述波的基本特征物理量 67

4.2 平面简谐波 68

4.2.1 平面简谐波的波函数 68

4.2.2 波函数的物理意义 69

4.3 波的能量与强度 70

4.3.1 波的能量 70

4.3.2 波的能量密度 70

4.3.3 波的强度 71

4.3.4 波在传播过程中的衰减 71

4.4 波的衍射和干涉 72

4.4.1 惠更斯原理 波的衍射 72

4.4.2 波的叠加原理 73

4.4.3 波的干涉 73

4.4.4 驻波 74

4.5 声波 75

4.5.1 声波的分类 76

4.5.2 声速、声压和声阻抗 76

4.5.3 声强和声强级 77

4.5.4 响度和响度级 79

4.6 多普勒效应 80

4.7 超声波及其医学应用 82

4.7.1 超声波的特性 82

4.7.2 超声波的作用 84

4.7.3 超声波的产生与接收 84

4.7.4 超声波在医学中的应用 85

知识拓展 88

习题 89

第5章 分子动理论 91

5.1 物质的微观结构 92

5.1.1 分子力 92

5.1.2 理想气体微观模型 93

5.1.3 理想气体的状态方程 93

5.1.4 理想气体的压强 94

5.1.5 理想气体分子的平均平动能 95

5.1.6 理想气体的内能 95

5.1.7 道尔顿分压定律 96

5.2 气体分子速率和能量的统计分布 97

5.2.1 速率分布函数 97

5.2.2 麦克斯韦速率分布律 98

5.2.3 气体分子的三种统计速率 98

5.2.4 玻尔兹曼能量分布律 100

5.3 液体的表面现象 101

5.3.1 表面张力和表面能 101

5.3.2 弯曲液面的附加压强 103

5.3.3 毛细现象和气体栓塞 105

5.3.4 表面活性物质与表面吸附 107

知识拓展 108

习题 109

第6章 静电场 111

6.1 电场 112

6.1.1 库仑定律 112

6.1.2 电场强度叠加原理及其应用 113

6.2 静电场的电场强度分布 119

6.2.1 电通量 119

6.2.2 静电场的高斯定理 120

6.3 电势 124

6.3.1 电势叠加原理 124

6.3.2 电场强度和电势的关系 128

6.3.3 静电场的环路定理 130

知识拓展 131

习题 131

第7章 磁场 134

7.1 磁感应强度 135

7.1.1 磁现象 135

7.1.2 磁场的描述 135

7.1.3 磁场的高斯定理 136

7.2 毕奥-萨伐尔定律 137

7.2.1 毕奥-萨伐尔定律的描述 137

7.2.2 毕奥-萨伐尔定律的应用 137

7.3 安培环路定理 140

7.3.1 安培环路定理的描述 140

7.3.2 安培环路定理的应用 142

7.4 磁场力 143

7.4.1 洛伦兹力 143

7.4.2 安培力 146

7.4.3 磁场对载流线圈的作用 147

7.4.4 磁力的功 149

7.5 磁场中的磁介质 149

7.5.1 磁介质的磁化 149

7.5.2 磁介质中的安培环路定理 151

7.6 电磁感应 152

7.6.1 法拉第电磁感应定律 152

7.6.2 动生电动势与感生电动势 153

7.6.3 电场和磁场的能量 155

知识拓展 155

习题 156

第8章 直流电 158

8.1 恒定电流 159

8.1.1 电流密度 159

8.1.2 欧姆定律的微分形式 160

8.1.3 电流的功和功率 161

8.1.4 电动势 162

8.2 直流电路 163

8.2.1 一段含源电路的欧姆定律 163

8.2.2 基尔霍夫方程组 165

8.3 电容 168

8.3.1 RC电路的充电过程 168

8.3.2 RC电路的放电过程 170

8.3.3 心脏除颤 171

知识拓展 172

习题 173

第9章 几何光学 175

9.1 球面折射 176

9.1.1 单球面折射成像 176

9.1.2 共轴球面系统 179

9.2 透镜 180

9.2.1 透镜基础知识 180

9.2.2 薄透镜成像公式 181

9.2.3 薄透镜组合 182

9.2.4 柱面透镜 183

9.2.5 透镜像差 184

9.3 几何光学的应用 185

9.3.1 眼睛与视力矫正 185

9.3.2 放大镜 189

9.3.3 光学显微镜 190

9.3.4 荧光显微镜和电子显微镜 192

知识拓展 193

习题 194

第10章 波动光学 196

10.1 光的干涉 197

10.1.1 相干光 197

10.1.2 杨氏双缝干涉实验 197

10.1.3 光程和光程差 200

10.1.4 劳埃德镜实验 201

10.1.5 薄膜干涉 202

10.2 光的衍射 207

10.2.1 单缝衍射 207

10.2.2 圆孔衍射 210

10.2.3 光栅衍射 211

10.3 光的偏振 213

10.3.1 偏振光和自然光 213

10.3.2 起偏和检偏马吕斯定律 215

10.3.3 布儒斯特定律 216

10.3.4 旋光现象 217

知识拓展 219

习题 220

第11章 量子力学基础 222

11.1 热辐射和普朗克能量量子化假设 223

11.1.1 热辐射 223

11.1.2 黑体辐射实验 223

11.1.3 普朗克能量量子化假设 225

11.2 光的波粒二象性 226

11.2.1 光电效应 226

11.2.2 康普顿效应 230

11.3 物质波及其波动性 234

11.3.1 德布罗意物质波 234

11.3.2 不确定关系 236

11.3.3 波函数及其统计解释 238

11.4 激光 240

11.4.1 激光产生原理及特性 240

11.4.2 激光器 242

知识拓展 244

习题 247

第12章 X射线 248

12.1 X射线的产生及其基本性质 249

12.1.1 X射线的产生 249

12.1.2 X射线的基本性质 251

12.1.3 X射线的强度和硬度 252

12.1.4 X射线谱 253

12.2 X射线与物质的作用及其应用 255

12.2.1 X射线的衍射 255

12.2.2 X射线的吸收 256

12.2.3 X射线的衰减 258

12.2.4 X射线的医学应用 260

知识拓展 265

习题 266

第13章 核物理 268

13.1 原子核的一般性质 269

13.1.1 原子核的电荷、质量、大小 269

13.1.2 原子核的自旋、磁矩 270

13.1.3 原子核质量亏损、结合能 270

13.2 原子核的放射性衰变、核辐射剂量与辐射防护 272

13.2.1 原子核的放射性衰变 272

13.2.2 核辐射剂量与辐射防护 277

13.3 放射线测量基本原理与医学应用 279

13.3.1 放射性衰变的统计规律 279

13.3.2 医用核辐射探测器 281

13.3.3 能量分辨率和探测效率 285

13.3.4γ射线能谱 286

13.3.5 放射线的医学诊断应用 287

13.3.6 放射线的放射治疗 290

知识拓展 291

习题 292

第14章 相对论基础 293

14.1 相对论诞生的背景 294

14.1.1 经典力学的绝对时空观 294

14.1.2 伽利略变换 295

14.1.3 经典时空观与实验的矛盾——迈克耳孙-莫雷实验 296

14.2 狭义相对论的两条基本假设 297

14.3 洛伦兹变换 297

14.3.1 洛伦兹坐标变换 297

14.3.2 相对论中的速度变换 299

14.4 狭义相对论的时空观 299

14.4.1 同时的相对性 300

14.4.2 时间延缓效应 301

14.4.3 长度收缩效应 302

14.4.4 两种时空观对照 304

14.5 狭义相对论动力学基本关系式 304

14.5.1 相对论中的质量和动量 305

14.5.2 相对论中的动能和质能 306

14.5.3 相对论中的能量和动量的关系 306

14.5.4 光子的能量、动量、质量 307

14.6 广义相对论简介 308

14.6.1 广义相对论的诞生背景 308

14.6.2 广义相对论基本原理 308

14.6.3 广义相对论时空观 309

知识拓展 311

习题 312

参考文献 314

附录 二维码 315

索引 316