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绪论 1

第一章　生物力学基础 4

1-1 刚体的定轴转动 4

一、角量与线量的关系 4

二、转动动能和转动惯量 6

三、力矩和转动定律 8

四、刚体的角动量 9

1-2　应变　应力 弹性模量 11

一、正应变和正应力 11

二、切应变和切应力 12

三、体应变和体压强 13

1-3　人体生物材料的力学性质 14

一、骨的力学性质 14

二、肌肉的力学性质 16

三、血管壁的力学性质 17

1-4　作用在骨骼上的力 18

一、物体平衡的力学条件 18

二、作用在踝关节的力 21

三、作用在髋关节的力 22

四、作用在脊柱上的力 24

习题一 26

第二章　流体的运动 29

2-1　理想流体的流动 29

一、理想流体　定常流动 29

二、连续性原理 30

三、伯努利方程 31

四、伯努利方程的应用 33

2-2　实际流体的流动 35

一、牛顿粘滞定律　血液的粘度 35

二、层流　湍流　雷诺数 38

三、粘性流体的伯努利方程 39

四、泊肃叶定律　总外周阻力 41

五、斯托克斯定律 43

2-3　血液的流动 45

一、血液循环的物理模型 45

二、循环系统中的血流速度 46

三、血细胞的轴向集中 47

2-4　血压和心脏作功 48

一、循环系统中的血压分布 48

二、血压的测量原理 49

三、心脏作功 51

习题二 53

第三章　分子动理论 55

3-1　物质的微观结构 55

一、热运动　分子力 55

二、理想气体的微观模型 56

3-2　气体的运动 57

一、气体的物态方程 57

二、理想气体的压强公式 59

三、理想气体的能量公式 61

四、混合气体内的分压强 62

3-3　热平衡态的统计分布 64

一、麦克斯韦速率分布定律 64

二、玻耳兹曼能量分布定律 66

三、气体的溶解　高压氧疗 67

3-4　液体的表面现象 69

一、表面张力 表面能 69

二、弯曲液面下的附加压强 71

三、毛细现象　气体栓塞 73

四、肺泡的吸气和稳定 76

习题三 77

第四章 热力学基础 79

4-1　热力学的一些基本概念 79

一、热力学系统及其基本描述 79

二、内能　功和热 80

4-2　热力学第一定律 82

一、热力学第一定律 82

二、热力学第一定律的应用 83

三、循环过程　热机和制冷机 87

四、人体的能量交换 91

五、体温的恒定和控制 92

4-3　热力学第二定律 94

一、热力学第二定律 94

二、可逆过程与不可逆过程 95

三、热力学第二定律的统计意义 96

4-4　熵和熵增加原理 97

一、熵的概念 97

二、熵增加原理 98

三、人体中的熵变问题 99

习题四 99

第五章　静电场 102

5-1 电场强度和高斯定理 102

一、电场强度 102

二、场强的叠加原理 103

三、电场线和电通量 104

四、高斯定理及其应用 106

5-2 电势 108

一、静电场力作功 108

二、电势　电势差 109

三、场强与电势的关系 111

四、电偶极子电场的电势 112

五、电偶层电场的电势 114

5-3　静电场中的电介质 116

一、电介质的极化 116

二、电介质中的电场强度 117

三、电容器　静电场的能量 118

5-4　细胞膜电位 120

一、能斯特方程 120

二、细胞静息电位 122

5-5 心电图和心向量图的电学原理 123

一、心电的产生和心电偶 123

二、空间心电向量环及其投影 124

三、心电图机和心电导联 126

四、心电图与心向量图的关系 128

习题五 130

第六章　磁场 133

6-1　磁场和磁感应强度 133

一、磁场力和磁感应强度 133

二、磁感应线和磁通量 134

三、毕奥-萨伐尔定律 135

四、几种电流的磁场 135

五、安培环路定理 139

6-2　磁场对运动电荷和电流的作用 140

一、带电粒子在磁场中的运动　磁聚焦 140

二、质谱仪 142

三、霍尔效应 143

四、电磁流量计 电磁泵 144

五、磁场对电流的作用 146

6-3　磁介质和超导体 148

一、物质的磁性和磁化 149

二、超导体及其抗磁性 150

三、超导磁体 151

6-4 电磁感应 152

一、电磁感应定律 152

二、感生电动势　涡旋电场 154

三、自感现象 155

6-5　生物磁现象 156

一、人体生物磁场 156

二、磁场的生物效应 157

习题六 158

第七章 电流与电路 161

7-1 电流密度 161

一、电流　电流密度 161

二、欧姆定律的微分形式 164

三、电解质的导电 165

四、电泳 166

7-2 电路的基本定律 167

一、含源电路的欧姆定律 167

二、基尔霍夫电路定律 169

三、桥式应变片压力转换电路 170

7-3 电容器的充放电 172

一、电容器的充电过程 172

二、电容器的放电过程 173

三、心脏除颤器 174

7-4　示波器 176

一、示波管的结构和作用 176

二、示波原理 179

三、示波器的基本组成 181

四、心电示波器 181

7-5 电流对人体的作用 182

一、人体的导电特性 182

二、直流电对人体的作用 184

三、低频电的作用 心脏起搏器 184

四、高频电疗和高频电刀 186

五、人体的触电问题 187

习题七 188

第八章　振动和波 192

8-1 振动 192

一、简谐振动方程 192

二、简谐振动方程的建立 194

三、简谐振动的旋转矢量图示法 194

四、简谐振动的能量 195

五、阻尼振动　受迫振动　共振 196

8-2　振动的合成和分解 198

一、同方向同频率简谐振动的合成 198

二、同方向不同频率简谐振动的合成　拍 199

三、复杂振动的分解 200

8-3　简谐波 202

一、波的产生和传播 202

二、惠更斯原理 203

三、波动方程 204

四、波的能量和强度 206

五、波的衰减 207

8-4 波的干涉 208

一、波的叠加原理 208

二、波的干涉 209

三、驻波 210

习题八 212

第九章　声和超声 215

9-1 声波 215

一、声波的速度 215

二、声压和声阻抗 216

三、声强和声强反射系数 217

四、多普勒效应 218

9-2　声学在医学中的应用 222

一、人耳的听觉区域 222

二、声强级和响度级 223

三、体外冲击波碎石 224

9-3 超声波 225

一、超声波的性质 225

二、超声波对物质的作用 超声刀 226

三、超声波的产生和接收 227

9-4　常用超声诊断仪 228

一、A型超声诊断仪 228

二、B型超声切面显像仪 229

三、M型超声心动图仪 232

9-5　超声多普勒诊断仪 233

一、超声多普勒血流频谱分析 233

二、超声多普勒血流仪 235

三、彩色多普勒血流显像仪 237

习题九 239

第十章　波动光学 241

10-1 光的干涉 241

一、光波　光的相干性 241

二、杨氏双缝干涉实验 242

三、光程和光程差 244

四、薄膜干涉 246

10-2 光的衍射 247

一、单缝衍射 247

二、圆孔衍射 250

三、衍射光栅 252

10-3 光的偏振 253

一、自然光和偏振光 253

二、起偏和检偏 马吕斯定律 254

三、双折射现象　二向色性 256

四、旋光性　糖量计 258

10-4　光的吸收 259

一、朗伯-比尔定律 259

二、比色分析法原理 260

习题十 262

第十一章　几何光学 265

11-1　球面折射 265

一、折射定律 265

二、单球面折射 266

三、共轴球面系统 267

11-2　透镜成像 268

一、薄透镜成像 268

二、薄透镜的组合 271

三、共轴球面系统的三对基点 273

四、透镜的像差 276

11-3 眼的光学系统 277

一、眼的结构和光学性质 277

二、眼的分辨本领和视力 279

三、眼的色觉　色盲 280

11-4　非正视眼的矫正 281

一、近视眼 281

二、远视眼 282

三、散光眼 283

11-5 医用光学仪器 285

一、放大镜　角放大率 285

二、光学显微镜 286

三、几种特殊光学显微镜简介 290

四、检眼镜 292

五、光导纤维内窥镜 292

习题十一 293

第十二章　量子力学基础 297

12-1　黑体辐射 297

一、黑体辐射定律 297

二、普朗克的量子假设 299

12-2　光的量子性 300

一、光电效应的实验规律 300

二、爱因斯坦的光子假设 301

三、光的波粒二象性 302

四、康普顿效应 304

12-3　类氢原子的玻尔理论 305

一、氢原子光谱的规律性 305

二、玻尔的假设及其推论 305

12-4　实物粒子的波动性 308

一、德布罗意的假设 308

二、德布罗意波的实验证明 309

三、电子显微镜 310

四、波函数的物理意义 311

五、不确定关系 312

12-5　薛定谔方程 314

一、薛定谔方程的建立 314

二、一维势阱中的粒子 315

三、隧道效应　扫描隧道显微镜 317

四、四个量子数 319

五、定态波函数和概率分布 321

习题十二 323

第十三章 光谱、激光和X射线 326

13-1　光谱 326

一、原子光谱 326

二、分子光谱 327

三、拉曼散射光谱 329

13-2　激光 330

一、激光的特点 331

二、激光的发射原理 331

三、医学上常用的激光器 333

四、激光的医学应用 335

13-3　X射线 337

一、X射线的基本性质 337

二、X射线的衍射 338

三、X射线的产生 339

四、X射线的强度和硬度 341

五、X射线谱 342

六、物质对X射线的吸收规律 345

13-4　X射线的医学应用 347

一、X射线摄影和透视 347

二、数字减影血管造影 350

三、X射线CT 351

四、X射线治疗 357

习题十三 358

第十四章　原子核与放射性 360

14-1　原子核的结构和性质 360

一、原子核的组成 360

二、原子核的性质 361

三、放射性核素和同位素 362

四、结合能　原子核的稳定性 362

14-2　原子核的放射性衰变 364

一、α衰变 365

二、β衰变和电子俘获 365

三、γ衰变和内转换 368

14-3　核衰变的规律 369

一、指数衰变定律 369

二、半衰期和平均寿命 369

三、放射性活度 371

四、放射平衡 372

14-4　射线与物质的相互作用 373

一、带电粒子与物质的相互作用 374

二、光子与物质的相互作用 375

三、中子与物质的相互作用 376

14-5　射线的探测、剂量与防护 377

一、射线的探测 377

二、射线的剂量 380

三、放射性防护 380

14-6　放射性核素的医学应用 381

一、放射治疗与γ刀 381

二、示踪诊断 383

三、放射性核素成像 384

习题十四 387

第十五章　磁共振成像 389

15-1　核磁共振的基本概念 389

一、原子核在磁场中的旋进 389

二、核磁共振现象 392

三、弛豫过程和弛豫时间 394

15-2　磁共振成像的原理和方法 396

一、磁共振成像的主要依据 396

二、磁共振成像的基本方法 398

15-3　磁共振成像系统 401

一、磁体和梯度线圈 402

二、射频装置 403

三、电脑系统 404

15-4　磁共振成像的临床应用与最新进展 405

一、磁共振影像技术的特点和优势 405

二、磁共振影像技术的医学应用 405

三、磁共振影像技术的最新进展 406

习题十五 407

附录 409

附录一　狭义相对论的重要结论 409

附录二　矢量的标积和矢积 411

附录三 国际单位制（SI） 413

附录四 一些单位的换算关系 415

附录五　基本物理常量 416

附录六　希腊字母表 416

附录七 专业名词中英文对照 417

主要参考书目 426