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第1章 人体力学基础 1

第一节 刚体的定轴转动 1

一、定轴转动的运动学规律 1

二、定轴转动的动力学规律 3

三、力矩和定轴转动定律 5

四、角动量与角动量守恒定律 6

五、进动现象 8

第二节 物体的弹性和形变 9

一、应力 9

二、应变 10

三、物体的弹性 11

第三节 骨与肌肉的力学特性 12

一、骨骼的力学特性 12

二、肌肉的力学特性 14

第2章 流体的运动 17

第一节 理想流体与定常流动 17

一、理想流体 17

二、定常流动 18

三、连续性方程 18

第二节 伯努利方程 19

一、伯努利方程 19

二、伯努利方程的应用 21

第三节 黏性流体的流动 24

一、层流与湍流 24

二、雷诺数 25

三、牛顿黏度定律 26

第四节 黏性流体的运动规律 27

一、黏性流体的伯努利方程 27

二、泊肃叶定律 28

三、斯托克斯黏性公式 29

第五节 血流动力学基础 29

一、心脏做功 29

二、人体循环系统中的血压分布 30

三、人体循环系统中的血流速度 32

第3章 振动与波 34

第一节 简谐振动 34

一、简谐振动方程 34

二、简谐振动的矢量图示法 38

三、简谐振动的能量 38

第二节 两个同方向、同频率的简谐振动的合成 39

第三节 机械波 40

一、机械波的形成 40

二、横波和纵波 40

三、波面和波线 41

四、波速、波长、波的周期和频率 41

第四节 简谐波 42

一、平面简谐波的波函数 42

二、波动方程 43

第五节 波的能量与衰减 44

一、波的能量 44

二、波的强度 45

三、波的衰减 45

第六节 波的叠加原理与波的干涉 46

一、惠更斯原理 46

二、波的叠加原理 47

三、波的干涉现象和规律 47

第4章 声波和超声波 52

第一节 声波 52

一、声速 53

二、声压与声阻抗 53

三、声强、听觉区域和声强级 54

四、响度、响度级和等响曲线 55

五、声波的反射与透射 56

六、次声与噪声 57

第二节 多普勒效应 58

一、多普勒效应 58

二、冲击波 59

第三节 超声波 60

一、超声波的产生 60

二、超声波的特性 60

三、超声波的医学应用 61

第5章 分子动理论 67

第一节 物质的微观模型 67

第二节 理想气体分子动理论 68

一、理想气体的微观模型 68

二、理想气体的物态方程 69

三、理想气体的压强公式 69

四、理想气体的能量公式 71

五、理想气体的分压定律 72

第三节 气体分子速率分布律和能量分布律 73

一、气体分子的速率分布函数 73

二、麦克斯韦速率分布定律 74

三、玻尔兹曼能量分布定律 76

第四节 液体的表面现象 77

一、表面张力 77

二、表面能 79

三、表面活性物质和表面吸附 80

四、弯曲液面的附加压强 80

五、毛细现象 82

六、气体栓塞 84

第6章 静电场 87

第一节 电场及电场强度 87

一、库仑定律 87

二、电场与电场强度 87

三、场强叠加原理 88

四、电场强度的计算 88

第二节 静电场中的高斯定理 90

一、电场线和电通量 90

二、高斯定理 91

三、高斯定理的应用 93

第三节 静电场的环路定理 94

一、静电场力所做的功及环路定理 94

二、电势能与电势 95

三、电场强度与电势梯度的关系 96

第四节 电偶极子及电偶层 97

一、电偶极子的电场 97

二、电偶层 98

三、心电知识 99

第五节 静电场中的电介质 101

一、电介质的极化 101

二、电介质中的高斯定理及静电场方程 103

三、电容器 104

四、静电场的能量 105

第7章 直流电 108

第一节 电流密度和欧姆定律的微分形式 108

一、电流和电流密度 108

二、电流的连续性方程和恒定条件 110

三、欧姆定律的微分形式 110

四、金属与电解质的导电性 111

第二节 直流电路定律 112

一、电源及其电动势 112

二、一段含源电路的欧姆定律 113

三、基尔霍夫定律 114

第三节 电容器的充放电过程 117

一、电容器的充电过程 117

二、电容器的放电过程 118

第四节 生物膜电位 119

一、能斯特方程 119

二、动作电位 120

第五节 直流电的医学应用 121

一、人体的导电性 121

二、直流电对人体的作用 121

三、电疗 123

第8章 磁场与电磁感应 126

第一节 磁场与磁感应强度 126

一、磁场 126

二、磁感应强度 127

三、磁感应线及磁通量 128

第二节 描述磁场的基本定律 129

一、磁场中的高斯定理 129

二、毕奥-萨伐尔定律 129

三、毕奥-萨伐尔定律的应用 130

四、安培环路定理 133

第三节 磁场对运动电荷的作用 135

一、洛伦兹力 135

二、带电粒子在磁场中的运动 135

三、霍尔效应 136

第四节 磁场对载流导线的作用 137

一、磁场对载流导线的作用及安培力 137

二、磁场对平面载流线圈的作用 138

三、磁矩 138

第五节 磁介质 139

一、介质中的磁场 139

二、磁介质的分类 140

三、超导体及其磁学特性 141

第六节 生物磁场和磁场的生物效应简介 142

第七节 电磁感应 144

一、电磁感应定律 144

二、自感 147

三、RL电路 147

四、磁场的能量 149

第9章 波动光学 153

第一节 光的干涉 153

一、光的相干性 153

二、杨氏双缝干涉实验 154

三、光程和光程差 155

四、薄膜干涉 157

第二节 光的衍射 159

一、光的衍射现象 159

二、惠更斯-菲涅耳原理 159

三、单缝衍射 160

四、圆孔衍射 163

五、光学仪器的分辨率 163

六、光栅衍射 165

第三节 光的偏振 167

一、自然光与偏振光 167

二、偏振片的起偏和检偏及马吕斯定律 169

三、反射和折射时光的偏振 171

第四节 晶体的双折射现象 172

第五节 旋光现象 173

第六节 光的吸收 174

一、朗伯定律 174

二、朗伯-比尔定律 175

第10章 几何光学 178

第一节 球面折射 178

一、单球面折射 178

二、共轴球面系统 181

第二节 薄透镜 182

一、薄透镜 182

二、薄透镜组合 185

第三节 眼睛 187

一、眼的光学结构 187

二、眼的调节 188

三、眼的分辨本领及视力 189

四、眼的屈光不正及其矫正 190

第四节 放大镜与光学显微镜 193

一、放大镜 193

二、光学显微镜 194

三、特殊光学显微镜 196

第五节 光纤内镜 197

一、光纤内镜的工作原理 198

二、光纤内镜的结构及医学应用 199

第11章 激光 201

第一节 激光的产生机制 201

一、原子能级及粒子辐射跃迁 201

二、产生激光的条件和物质基础 203

三、激光器 206

第二节 激光的特性 207

一、方向性好 207

二、亮度高、强度大 207

三、单色性好 207

四、相干性好 207

五、偏振性好 208

第三节 激光的生物作用和医学应用 208

一、激光的生物作用 208

二、激光在基础医学研究中的应用 209

三、激光的临床应用 210

第四节 激光的危害与防护 211

一、激光的伤害 211

二、激光的安全防护 212

第12章 X射线 214

第一节 X射线的产生及X射线谱 214

一、X射线的产生 214

二、X射线谱 215

第二节 X射线的基本特征 217

一、X射线的本质 217

二、X射线的性质 218

三、X射线的强度和硬度 218

第三节 X射线的衰减规律 219

一、扩散衰减 219

二、散射衰减 219

三、吸收衰减 219

第四节 X射线的医学应用 222

一、X射线诊断 222

二、X射线治疗 225

三、X射线防护 226

第13章 核放射及其医学防护 228

第一节 原子核的基本性质 228

一、原子核的组成 228

二、原子核的性质 228

三、放射性核素和同位素 229

四、原子核的结合能 229

五、原子核的稳定性 230

第二节 原子核的放射性衰变 231

一、衰变类型 231

二、核衰变规律 232

第三节 射线与物质的相互作用 234

一、带电粒子与物质的相互作用 235

二、光子与物质的相互作用 235

三、中子与物质的相互作用 237

第四节 射线的辐射剂量与防护 237

一、射线的辐射剂量 238

二、射线的生物效应 239

三、射线的防护 240

第五节 放射性同位素的医学应用 242

一、示踪原理 242

二、放射诊断 242

三、放射治疗 243

第14章 核磁共振 247

第一节 核磁共振的基本概念 247

一、原子核的磁矩 247

二、核磁共振 249

三、弛豫过程与弛豫时间 250

第二节 核磁共振波谱 252

一、化学位移 252

二、核磁共振波谱 252

三、核磁共振波谱分析 253

第三节 核磁共振成像的基本原理和方法 253

一、核磁共振成像的基本方法 253

二、脉冲序列与加权图像 255

三、人体的核磁共振成像 258

第四节 核磁共振在医学中的应用 260

一、核磁共振成像的优点 260

二、核磁共振成像的局限性 260

三、核磁共振成像的临床应用 261

第15章 量子力学基础 263

第一节 黑体辐射 263

一、黑体辐射 263

二、黑体辐射定律 265

三、普朗克能量量子化假设 266

第二节 光电效应 267

一、光电效应 267

二、爱因斯坦的量子解释 268

第三节 康普顿效应 269

一、康普顿效应 269

二、光子理论对康普顿效应的说明 270

第四节 氢原子光谱及玻尔的氢原子理论 271

一、氢原子光谱 271

二、玻尔的氢原子理论 272

第五节 物质的波动性质 274

一、德布罗意波 274

二、德布罗意波的实验验证 274

三、不确定关系 275

第六节 波函数及薛定谔方程 277

一、波函数及其统计解释 277

二、薛定谔方程 278

附录A国际单位制 281

附录B 基本物理常数 282

参考文献 283