醫(yī)用物理學(xué)

前言

　　物理學(xué)是研究自然界最普遍、最基本的運(yùn)動(dòng)形態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，這種最普遍、最基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是各種高級(jí)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)．因此，可以認(rèn)為物理學(xué)是一切自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的基礎(chǔ)．物理學(xué)研究所形成的物質(zhì)觀、自然觀、時(shí)空觀、宇宙觀對(duì)人類文化都產(chǎn)生了極其深刻的影響，它使人類思想的基本概念結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變．物理學(xué)研究所形成的方法，是培養(yǎng)和提高人的觀察能力、思維能力、表達(dá)能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力和創(chuàng)新能力等素質(zhì)的最有效的方法．回顧人類發(fā)展的歷程，我們說，物理學(xué)既是一門科學(xué)，也是一種文化，它是人類思想文明的源泉．　　認(rèn)清物理學(xué)的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，合理組織教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法是人才素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)鍵，也是醫(yī)科大學(xué)物理教學(xué)改革的關(guān)鍵．基于這一理念，我們?cè)陂L期的教學(xué)研究與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，編寫了這本教材．　　本書面向21世紀(jì)社會(huì)的發(fā)展，基于現(xiàn)代物理思想、概念、方法和現(xiàn)代教育思想、理念，根據(jù)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)對(duì)物理學(xué)的基本需求，力求在一個(gè)比較完整的現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)體系上進(jìn)行編寫．本書的任務(wù)一方面使醫(yī)科大學(xué)生們初步了解物理學(xué)科最基本的理論和知識(shí)，另一方面是使他們看到物理學(xué)與他們的生活和將要投入的專業(yè)工作之間的密切關(guān)系．同時(shí)試圖開發(fā)醫(yī)科大學(xué)生的創(chuàng)造性思維以體現(xiàn)出大學(xué)物理基礎(chǔ)課程素質(zhì)教育的宗旨．　　本書在編寫上遵循如下原則：一是加大近代物理教學(xué)內(nèi)容的比重和實(shí)現(xiàn)經(jīng)典物理內(nèi)容的現(xiàn)代化，建立一個(gè)完整的、面向現(xiàn)代社會(huì)的醫(yī)科大學(xué)物理課程內(nèi)容教學(xué)體系；二是突出醫(yī)科物理的基本特點(diǎn)，注重物理原理在醫(yī)療技術(shù)中的應(yīng)用，借此培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，使他們初步樹立學(xué)科應(yīng)用意識(shí)；三是強(qiáng)調(diào)物理學(xué)中的唯物史觀和辯證法，確立醫(yī)科物理的基本概念、基本定律、基本思想、基本方法．全書共安排16章學(xué)習(xí)內(nèi)容，適用于高等醫(yī)、藥學(xué)院校五年制和七年制學(xué)生70～110學(xué)時(shí)的理論教學(xué)．不同專業(yè)可結(jié)合本專業(yè)的具體特點(diǎn)及教學(xué)計(jì)劃選取有關(guān)章節(jié)．

內(nèi)容概要

本書是全國教育科學(xué)“十五”國家規(guī)劃課題 “21世紀(jì)中國高等教育人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實(shí)踐”之子項(xiàng)目 “21世紀(jì)中國高等學(xué)校醫(yī)藥類專業(yè)數(shù)理化基礎(chǔ)課程的創(chuàng)新與實(shí)踐”的研究成果。作者以現(xiàn)代的觀點(diǎn)重新審視物理學(xué)在醫(yī)藥類學(xué)生培養(yǎng)過程中的地位和作用，合理地組織教學(xué)內(nèi)容，力求在一個(gè)比較完整的現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)體系下進(jìn)行編寫，以使醫(yī)藥類專業(yè)學(xué)生初步了解物理學(xué)最基本的知識(shí)和理論，并使他們看到物理學(xué)和他們生活和將要投入的專業(yè)工作之間的密切聯(lián)系，以激發(fā)學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。    本書可作為高等院校7年制、5年制醫(yī)藥類專業(yè)學(xué)生70-110學(xué)時(shí)的物理課程教材。

書籍目錄

第一章 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)  1-1 角量和線量  1-2 轉(zhuǎn)動(dòng)定律  1-3 角動(dòng)量守恒定律  1-4 旋進(jìn)第二章 物理的彈性  骨的力學(xué)性質(zhì)  2-1 應(yīng)力和應(yīng)變  2-2 彈性模量  2-3 形變勢(shì)能  2-4 骨的力學(xué)性質(zhì)第三章 血液的流動(dòng)  3-1 理想流體的穩(wěn)定流動(dòng)  3-2 血液的層流第四章 振動(dòng)與波動(dòng)  4-1 簡諧振動(dòng)  4-2 簡諧振動(dòng)的疊加  4-3 振動(dòng)的分解  頻譜分析  4-4 阻尼振動(dòng)  受迫振動(dòng)  共振  4-5 波動(dòng)方程  4-6 波的能量  能流密度  4-7 波的干涉第五章 超聲波  超聲診斷儀的物理原理  5-1 聲波  5-2 超聲波的基本性質(zhì)及數(shù)學(xué)表達(dá)  5-3 超聲在介質(zhì)中的傳播規(guī)律  5-4 超聲在介質(zhì)中的衰減規(guī)律  5-5 超聲的產(chǎn)生及聲場(chǎng)基本規(guī)律  5-6 超聲診斷儀的物理原理第六章 狹義相對(duì)論  6-1 伽利略變換和經(jīng)典時(shí)空觀  6-2 狹義相對(duì)論的基本假設(shè)  洛倫茲變換  6-3 狹義相對(duì)論的時(shí)空觀  6-4 狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)第七章 液體的表面性質(zhì)  7-1 因?yàn)轶w的表面張力和表面能  7-2 彎曲液面的附加壓強(qiáng)  7-3 液體與固體接觸的表面現(xiàn)象    毛細(xì)現(xiàn)象第八章 靜電學(xué)  8-1 電場(chǎng)    電場(chǎng)強(qiáng)度  8-2 高斯定理極其應(yīng)用  8-3 電場(chǎng)力做功    電勢(shì)  8-4 電偶極子  電偶層  心電    8-5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)  8-6 電容  電場(chǎng)的能量第九章 電流的磁場(chǎng)  9-1 磁感應(yīng)強(qiáng)度  磁通量  9-2 畢奧-薩伐爾定律及其應(yīng)用  9-3 安培環(huán)路定律及其應(yīng)用  9-4 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用  9-5 生物磁場(chǎng)和磁場(chǎng)的生物效應(yīng)第十章 穩(wěn)恒電流  10-1 歐姆定律的微分形式  10-2 電動(dòng)勢(shì)  生物膜電位  10-3 直流電路  10-4 電容器的充放電過程  10-5 電流對(duì)人體的作用第十一章  眼睛的屈光  11-1 眼睛的屈光系統(tǒng)  11-2 球面的屈光  11-3 透鏡的屈光  11-4 眼睛的屈光不正及其物理矯正第十二章    波動(dòng)光學(xué)  12-1 光的干涉  12-2 光的衍射  12-3 光的偏振第十三章  量子力學(xué)基礎(chǔ)  13-1 熱輻射  普朗克的量子假設(shè)  13-2 光電效應(yīng)    愛因斯坦的光子假說  13-3 康普頓效應(yīng)  13-4 玻爾的氫原子理論  13-5 微觀粒子的波動(dòng)性  13-6 波函數(shù)  薛定諤方程  13-7 氫原子問題的量子力學(xué)處理  13-8 電子的自旋    原子的電子殼層結(jié)構(gòu)第十四章    激光及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用  14-1 激光基本原理  14-2 激光關(guān)鍵參數(shù)與特性  14-3 激光生物效應(yīng)與技術(shù)  14-4 激光在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第十五章  原子核物理  核磁共振成像原理  15-1 原子核的性質(zhì)  15-2 放射性核素的衰變  15-3 放射性核素的衰變規(guī)律  15-4 射線與物質(zhì)的相互作用  15-5 射線的劑量和防護(hù)  15-6 放射性核素在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用  15-7 核磁共振成像原理第十六章  X射線成像的物理基礎(chǔ)  16-1 X射線的產(chǎn)生及其基本性質(zhì)  16-2 X射線衍射X射線譜  16-3 X射線的吸收  16-4 X射線成像附錄A 中英文名詞對(duì)照附錄B 國際單位制（SI）附錄C 矢量的標(biāo)積和矢積附錄D 三種坐標(biāo)系中的線元、面元和體積元附錄E 物理學(xué)常用常量（1998年推薦值）附錄F 希臘字母表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　但是，惠更斯原理僅僅從幾何學(xué)的角度解釋并確定了光波的傳播方向，然而卻不能圓滿地解釋光波的衍射問題.諸如各子波對(duì)新波陣面上任一點(diǎn)所產(chǎn)生振動(dòng)的振幅和相位如何，沿不同方向傳播的振動(dòng)的振幅如何等問題都沒有涉及.菲涅耳基于光的疊加和干涉原理，認(rèn)為不同次級(jí)子波之間可以產(chǎn)生干涉，對(duì)惠更斯原理做了補(bǔ)充，為衍射理論奠定了基礎(chǔ)，稱為惠更斯一菲涅耳原理：從同一波陣面上各點(diǎn)發(fā)出的子波。經(jīng)傳播而在空間某點(diǎn)相遇時(shí)，也可相互疊加而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象.　　菲涅耳保留并發(fā)展了惠更斯原理中關(guān)于子波的概念.他認(rèn)為，波動(dòng)對(duì)空間某一點(diǎn)所起的作用，是某時(shí)刻各子波共同對(duì)該點(diǎn)作用的合成.當(dāng)然，在合成時(shí)，要考慮到各子波“擴(kuò)張”到該點(diǎn)時(shí)振幅的大小與相互間的相位關(guān)系.這就是惠更斯一菲涅耳原理的精神實(shí)質(zhì).利用惠更斯一菲涅耳原理可以很好地解釋并描述光束通過各種障礙物所產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象，比如衍射條紋的分布問題，條紋的強(qiáng)度問題等.　　12.2.2夫瑯禾費(fèi)單縫衍射　　觀察夫瑯禾費(fèi)單縫衍射的裝置如圖12-13所示.圖中S為光源，置于透鏡L1的焦點(diǎn)上.經(jīng)L1射出的平行光束，垂直照射在一個(gè)開有狹縫的遮光板K上，一部分平行光將穿過狹縫.根據(jù)惠更斯一菲涅耳原理，當(dāng)波陣面到達(dá)狹縫時(shí)，波陣面上各點(diǎn)都成為新的波源，向各個(gè)方向發(fā)射子波.這些子波通過透鏡L2后聚焦于光屏E上，形成衍射條紋.從圖中可以看出，這是一些明暗相間的條紋，但其分布不像雙縫干涉圖樣那樣均勻，正對(duì)狹縫中央的是一個(gè)亮度較大且較寬的中央明條紋，在其兩側(cè)對(duì)稱地排列著一些明暗相間的條紋，越往兩側(cè)亮度也越低.當(dāng)調(diào)節(jié)狹縫的寬度時(shí)，衍射條紋也會(huì)隨之變化，狹縫寬度越窄，衍射圖樣越清晰；狹縫寬度越寬，衍射圖樣越模糊不清，各級(jí)衍射條紋越向中央明條紋靠近，衍射作用也越不顯著.當(dāng)寬度達(dá)到一定程度時(shí)，將看不到衍射條紋，而成了單縫的像了。

圖書封面

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