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绪论1

第1章 物体的弹性 骨与肌肉的力学特性3

1.1 应力和应变3

1.1.1 应力3

1.1.2 应变4

1.2 弹性与塑性 弹性模量4

1.2.1 弹性与塑性4

1.2.2 弹性模量5

1.3 骨与肌肉的力学特性6

1.3.1 骨骼的力学特性6

1.3.2 肌肉的力学特性8

习题110

第2章 振动12

2.1 简谐振动12

2.1.1 简谐振动方程12

2.1.2 描述简谐振动的特征量13

2.1.3 简谐振动的旋转矢量表示法16

2.1.4 简谐振动的能量17

2.2 简谐振动的合成18

2.2.1 两个同方向、同频率简谐振动的合成18

2.2.2 两个同方向、不同频率简谐振动的合成19

2.2.3 两个相互垂直的简谐振动的合成19

2.3 振动的分解 频谱分析21

2.4 阻尼振动 受迫振动 共振23

2.4.1 阻尼振动23

2.4.2 受迫振动24

2.4.3 共振25

2.5 振动在医学中的应用26

2.5.1 机械振动对人体的生物效应26

2.5.2 振动测量技术在临床上的应用27

习题229

第3章 波动 声波30

3.1 机械波30

3.1.1 机械波的产生30

3.1.2 波面 波线30

3.1.3 波速、波长、波的周期和频率31

3.2 平面简谐波的波动方程32

3.2.1 平面简谐波的波函数32

3.2.2 波函数的物理意义33

3.3 波的能量、强度和衰减35

3.3.1 波的能量36

3.3.2 波的强度37

3.3.3 波的衰减37

3.4 惠更斯原理 波的衍射及其解释37

3.4.1 惠更斯原理37

3.4.2 波的衍射及其解释38

3.5 波的叠加与干涉38

3.5.1 波的叠加原理38

3.5.2 波的干涉39

3.6 驻波42

3.6.1 驻波实验42

3.6.2 驻波方程43

3.6.3 驻波的特点44

3.7 声波45

3.7.1 声压、声阻和声强45

3.7.2 声波的反射和透射47

3.7.3 听觉区域48

3.7.4 声强级和响度级49

3.8 声波的多普勒效应50

3.8.1 声源和观察者在其连线上运动50

3.8.2 声源和观察者的运动不在其连线上52

3.8.3 多普勒效应的应用52

3.9 超声波及其医学应用54

3.9.1 超声波的特性54

3.9.2 超声波的作用54

3.9.3 超声波的产生和探测55

3.9.4 超声波在医学中的应用56

习题358

第4章 液体的流动60

4.1 理想液体的稳定流动60

4.1.1 理想液体60

4.1.2 连续性方程61

4.2 伯努利方程及其应用62

4.2.1 伯努利方程62

4.2.2 伯努利方程的应用64

4.3 实际液体的流动67

4.3.1 实际液体的黏性与黏度67

4.3.2 血液的黏度69

4.3.3 湍流和雷诺数70

4.4 黏性液体的流动规律71

4.4.1 实际液体的伯努利方程71

4.4.2 泊肃叶定律72

4.4.3 血液的流动及血压在血流过程中的分布74

4.4.4 斯托克斯定律75

4.5 生物材料的黏弹性76

4.5.1 生物材料的结构特点76

4.5.2 生物材料的黏弹性77

4.5.3 黏弹性材料的力学模型77

习题479

第5章 液体的表面现象81

5.1 液体的表面张力和表面能81

5.1.1 表面张力81

5.1.2 液体的表面层和表面能83

5.2 弯曲液面的附加压强85

5.2.1 弯曲液面的附加压强85

5.2.2 液泡内外的压强差86

5.3 毛细现象 气体栓塞87

5.3.1 液体与固体接触处的表面现象87

5.3.2 毛细现象88

5.3.3 气体栓塞90

5.4 表面活性物质和表面吸附 肺泡中的表面活性物质91

5.4.1 表面活性物质和表面吸附91

5.4.2 肺泡中的表面活性物质92

习题592

第6章 真空中的静电场95

6.1 库仑定律 电场强度95

6.1.1 电荷、库仑定律95

6.1.2 电场与电场强度96

6.1.3 电场强度叠加原理97

6.2 高斯定理99

6.2.1 电场线99

6.2.2 电通量100

6.2.3 高斯定理的内容101

6.3 静电场力的功 电势106

6.3.1 静电场力的功106

6.3.2 静电场的环路定理107

6.3.3 电势能 电势 电势差107

6.3.4 电势的计算108

6.3.5 等势面 电场强度与电势的关系109

6.4 电偶极子 电偶层111

6.4.1 电偶极子电场的电势111

6.4.2 电偶层111

6.5 静电场中的电介质112

6.5.1 电介质的极化112

6.5.2 电介质中的静电场114

习题6115

第7章 稳恒电流117

7.1 电流117

7.1.1 电流的概念117

7.1.2 电流密度117

7.2 欧姆定律119

7.2.1 电阻 电阻率119

7.2.2 欧姆定律119

7.3 含源电路的欧姆定律120

7.3.1 电动势120

7.3.2 一段含源电路的欧姆定律121

7.4 基尔霍夫方程组121

7.4.1 节点电流方程组121

7.4.2 回路电压方程组122

7.5 直流电在医学中的应用123

7.5.1 人体的导电性123

7.5.2 直流电对机体的作用124

7.5.3 离子透入疗法124

7.5.4 心电知识125

习题7127

第8章 电磁现象130

8.1 磁场 磁感应强度130

8.1.1 磁场130

8.1.2 磁感应强度130

8.1.3 磁通量131

8.2 电流的磁场132

8.2.1 毕奥-萨伐尔定律132

8.2.2 安培环路定理135

8.3 磁场对电流的作用138

8.3.1 磁场对运动电荷的作用138

8.3.2 磁场对载流导线的作用141

8.3.3 磁场对载流线圈的作用 磁矩141

8.4 磁介质143

8.4.1 磁介质的分类143

8.4.2 顺磁质和抗磁质的磁化机制144

8.4.3 铁磁质144

8.5 电磁感应145

8.5.1 电磁感应定律145

8.5.2 动生电动势147

8.5.3 感生电动势 感生电场148

8.5.4 自感 互感148

8.6 生物磁场和磁场的生物效应150

8.6.1 生物的磁场现象150

8.6.2 磁场的生物效应151

习题8151

第9章 几何光学154

9.1 球面折射154

9.1.1 单球面的折射154

9.1.2 共轴球面系统156

9.2 透镜156

9.2.1 薄透镜公式157

9.2.2 透镜组合158

9.2.3 像差159

9.3 共轴球面系统的基点和成像公式160

9.3.1 共轴球面系统的三对基点160

9.3.2 作图成像法161

9.3.3 成像公式161

9.4 眼睛162

9.4.1 眼球结构简介162

9.4.2 眼睛的光学系统162

9.4.3 眼的分辨本领163

9.4.4 眼的调节及非正常眼的矫正165

9.5 放大镜、显微镜168

9.5.1 放大镜168

9.5.2 显微镜168

9.5.3 显微镜的分辨本领169

9.5.4 电子显微镜170

9.6 光学纤维 纤镜及其应用172

9.6.1 光学纤维导光原理172

9.6.2 纤镜及其医疗应用173

习题9173

第10章 波动光学175

10.1 光的干涉175

10.1.1 光的相干性175

10.1.2 光程 光程差176

10.1.3 杨氏双缝干涉177

10.1.4 劳埃德镜179

10.1.5 薄膜干涉180

10.1.6 等厚干涉182

10.1.7 迈克耳孙干涉仪184

10.2 光的衍射185

10.2.1 单缝衍射186

10.2.2 圆孔衍射188

10.2.3 光栅衍射190

10.3 光的偏振191

10.3.1 自然光和偏振光191

10.3.2 起偏与检偏 马吕斯定律192

10.3.3 部分偏振光的获得 布儒斯特定律195

10.3.4 光的双折射现象与二向色性196

10.3.5 物质的旋光性198

10.4 波动光学的应用199

10.4.1 CD光盘的播放原理199

10.4.2 计算机芯片的制作200

10.4.3 糖量计201

习题10201

第11章 量子力学基础204

11.1 光的波粒二象性204

11.1.1 黑体辐射204

11.1.2 光电效应206

11.2 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论207

11.2.1 氢原子光谱207

11.2.2 玻尔的氢原子理论208

11.3 微观粒子的波粒二象性210

11.3.1 德布罗意波210

11.3.2 电子衍射210

11.3.3 不确定关系211

11.4 薛定谔方程212

11.4.1 薛定谔方程的建立212

11.4.2 一维无限深势阱213

11.4.3 势垒 隧道效应215

11.4.4 薛定谔方程在原子分子中的应用216

习题11217

第12章 X射线218

12.1 X射线的性质218

12.2 X射线的产生219

12.2.1 产生X射线的装置219

12.2.2 有效焦点和实际焦点221

12.3 X射线的强度和硬度221

12.3.1 X射线的强度221

12.3.2 X射线的硬度222

12.4 X射线谱222

12.4.1 连续X射线谱223

12.4.2 标识X射线谱224

12.5 X射线的吸收225

12.5.1 单色X射线的衰减规律225

12.5.2 吸收系数与波长、原子序数的关系226

12.6 X射线在医学上的应用227

12.6.1 治疗227

12.6.2 诊断228

12.7 X-CT229

12.7.1 X-CT成像的基本原理230

12.7.2 图像重建的基本方法232

12.7.3 X-CT扫描机234

12.7.4 CT值和窗口技术235

习题12236

第13章 原子核和放射性238

13.1 原子核的基本性质238

13.1.1 原子核的组成238

13.1.2 原子核的性质238

13.1.3 质量亏损和结合能239

13.2 原子核的衰变类型241

13.2.1 α衰变241

13.2.2 β衰变和电子俘获242

13.2.3 γ衰变和内转换244

13.3 原子核的衰变规律244

13.3.1 核衰变定律244

13.3.2 半衰期和平均寿命245

13.3.3 放射性活度247

13.3.4 放射性平衡247

13.4 射线与物质的相互作用248

13.4.1 带电粒子与物质的相互作用248

13.4.2 光子与物质的相互作用250

13.4.3 中子与物质的相互作用250

13.5 射线的剂量、防护与测量251

13.5.1 射线的剂量251

13.5.2 射线的防护253

13.5.3 射线的测量253

13.6 放射性核素在医学上的应用256

13.6.1 示踪的原理256

13.6.2 放射诊断257

13.6.3 放射治疗260

习题13261

第14章 激光及其医学应用263

14.1 激光的基本原理263

14.1.1 原子的能级与粒子数按能级分布的规律263

14.1.2 光与物质的相互作用264

14.1.3 粒子数反转分布265

14.1.4 光学谐振腔266

14.2 激光器267

14.2.1 激光器的构成267

14.2.2 激光器举例268

14.2.3 医用激光器269

14.3 激光的特性269

14.3.1 方向性好270

14.3.2 亮度高、强度大270

14.3.3 单色性好270

14.3.4 相干性好270

14.3.5 偏振性好271

14.4 激光的医学应用271

14.4.1 激光的生物作用272

14.4.2 激光在基础医学研究中的应用274

14.4.3 激光的临床应用276

14.4.4 激光的安全防护277

习题14278

第15章 磁共振成像279

15.1 磁共振的基本概念279

15.1.1 原子核的自旋和磁矩279

15.1.2 原子核在外磁场中的运动280

15.1.3 原子核在外磁场中的能级分裂281

15.1.4 纵向磁化与纵向磁化强度281

15.2 磁共振282

15.2.1 磁共振现象282

15.2.2 弛豫过程与弛豫时间284

15.2.3 自由感应衰减信号285

15.2.4 人体组织的质子密度、T1和T2285

15.3 磁共振成像原理287

15.3.1 加权图像287

15.3.2 空间编码288

15.3.3 图像重建289

15.4 磁共振成像设备290

15.4.1 磁体系统290

15.4.2 谱仪系统292

15.4.3 计算机图像重建系统292

15.4.4 磁共振成像的现状及发展趋势293

习题15293

参考文献295