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绪论 1

第一章 生物力学基础 3

1-1 刚体的定轴转动 3

一、角量与线量的关系 3

二、转动动能和转动惯量 5

三、力矩和转动定律 7

四、刚体的角动量 8

1-2 应变 应力 弹性模量 9

一、正应变和正应力 9

二、切应变和切应力 11

三、体应变和体压强 12

1-3 人体生物材料的力学性质 12

一、骨的力学性质 12

二、肌肉的力学性质 14

三、血管壁的力学性质 16

1-4 作用在骨骼上的力 17

一、物体平衡的力学条件 17

二、作用在踝关节的力 19

三、作用在髋关节的力 20

四、作用在脊柱上的力 22

习题一 23

第二章 流体的运动 26

2-1 连续性方程 26

一、理想流体 稳定流动 26

二、连续性方程 27

三、循环系统中血流速度的分布 28

2-2 伯努利方程 28

一、伯努利方程 28

二、流量计 流速计 30

三、虹吸管 空吸作用 31

2-3 黏性流体的流动 33

一、层流 牛顿黏性定律 33

二、血液的黏度 35

三、红细胞的轴向集中 35

四、湍流 雷诺数 36

五、黏性流体的伯努利方程 37

2-4 泊肃叶公式和斯托克斯定律 38

一、泊肃叶公式 38

二、体循环总外周阻力 40

三、斯托克斯定律 41

四、红细胞的沉降 42

2-5 血压的测量 43

一、循环系统中的血压分布 43

二、血压的测量原理 44

三、体位对血压测量的影响 45

2-6 心脏做功 46

一、血液循环的物理模型 46

二、心脏做功 47

习题二 48

第三章 分子动理论 51

3-1 物质的微观结构 51

一、热运动 分子力 51

二、理想气体的微观模型 52

3-2 气体的运动 53

一、平衡态 状态参量 53

二、理想气体物态方程 54

三、理想气体的压强公式 55

四、理想气体的能量公式 57

五、道尔顿分压定律 58

3-3 热平衡态的统计分布 59

一、麦克斯韦速率分布定律 59

二、玻耳兹曼能量分布定律 61

三、气体的溶解 高压氧治疗 63

3-4 液体的表面现象 64

一、表面张力 表面能 64

二、弯曲液面下的附加压强 67

三、肺泡的吸气和稳定 68

四、毛细现象 气体栓塞 69

习题三 72

第四章 热力学基础 74

4-1 热力学的一些基本概念 74

一、热力学系统及其基本描述 74

二、内能 功和热 75

4-2 热力学第一定律 77

一、热力学第一定律 77

二、热力学第一定律的应用 78

三、循环过程 热机和制冷机 82

四、人体的能量交换 86

五、体温的恒定和控制 87

4-3 热力学第二定律 89

一、热力学第二定律 89

二、可逆过程与不可逆过程 90

三、热力学第二定律的统计意义 90

4-4 熵和熵增加原理 91

一、熵的概念 91

二、熵增加原理 92

三、人体中的熵变问题 93

习题四 94

第五章 静电场 96

5-1 电场和电场强度 96

一、电场 库仑定律 96

二、电场强度 97

三、场强叠加原理 97

四、电场线和电场强度通量 99

五、高斯定理及其应用 100

5-2 电势 103

一、静电场力做功 103

二、电势能 电势 104

三、场强与电势的关系 105

四、电偶极子电场的电势 107

五、电偶层电场的电势 108

5-3 静电场中的导体 110

一、导体的静电平衡 110

二、静电平衡时导体上的电荷分布 111

三、静电屏蔽 112

5-4 电介质极化和电容器 112

一、电介质的极化 112

二、电介质中的电场强度 114

三、电容器 115

四、静电场的能量 116

5-5 细胞膜电位 心电图的电学原理 117

一、能斯特方程 117

二、细胞静息电位 118

三、心电的产生和心电偶 119

四、心电图机和心电导联 121

习题五 123

第六章 磁场 126

6-1 磁场和磁感应强度 126

一、磁场力和磁感应强度 126

二、磁感应线和磁通量 127

三、毕奥-萨伐尔定律 128

四、几种电流的磁场 128

五、安培环路定理 131

6-2 磁场对运动电荷和电流的作用 133

一、带电粒子在磁场中的运动磁聚焦 133

二、质谱仪 134

三、霍尔效应 135

四、电磁流量计 电磁泵 136

五、磁场对载流导线的作用 137

六、磁场对载流线圈的作用 138

6-3 磁介质和超导磁体 140

一、物质的磁性和磁化 140

二、超导体及其抗磁性 142

三、超导磁体 143

6-4 电磁感应 143

一、电磁感应定律 143

二、动生电动势 144

三、感生电动势 涡旋电场 146

四、自感和互感 147

五、磁场的能量 148

6-5 生物磁现象 149

一、人体生物磁场 149

二、磁场的生物效应 151

习题六 152

第七章 电流与电路 155

7-1 电流密度 155

一、电流 电流密度 155

二、欧姆定律的微分形式 157

三、电解质的导电 159

四、电泳 159

7-2 电路的基本定律 160

一、含源电路的欧姆定律 160

二、基尔霍夫电路定律 162

三、桥式应变片压力-电压转换电路 163

7-3 电容器的充放电 165

一、电容器的充电过程 165

二、电容器的放电过程 166

三、心脏除颤器 167

7-4 示波器 168

一、示波管的结构和作用 169

二、示波原理 171

三、示波器的基本组成 173

四、心电示波器 174

7-5 电流对人体的作用 174

一、人体的导电特性 174

二、直流电对人体的作用 176

三、低频电的作用 心脏起搏器 176

四、高频电疗和高频电刀 178

五、人体的触电问题 179

习题七 180

第八章 振动和波 184

8-1 振动 184

一、简谐振动方程 184

二、简谐振动方程的建立 185

三、简谐振动的旋转矢量图示法 186

四、简谐振动的能量 187

五、阻尼振动 受迫振动 共振 188

8-2 振动的合成和分解 189

一、同方向同频率简谐振动的合成 190

二、同方向不同频率简谐振动的合成 拍 191

三、复杂振动的分解 191

8-3 简谐波 193

一、波的产生和传播 193

二、惠更斯原理 194

三、波动方程 195

四、波的能量和强度 197

五、波的衰减 198

8-4 波的干涉 199

一、波的叠加原理 199

二、波的干涉 200

三、驻波 201

习题八 203

第九章 声和超声 205

9-1 声波 205

一、声波的速度 205

二、声压和声阻抗 206

三、声强和声强反射系数 207

四、多普勒效应 208

9-2 声学在医学中的应用 211

一、人耳的听觉区域 211

二、声强级和响度级 212

三、体外冲击波碎石 213

9-3 超声波 214

一、超声波的性质 214

二、超声波对物质的作用 超声刀 215

三、超声波的产生和接收 216

9-4 常用超声诊断仪 217

一、A型超声诊断仪 217

二、B型超声切面显像仪 219

三、M型超声心动图仪 221

9-5 超声多普勒诊断仪 222

一、超声多普勒血流频谱分析 222

二、超声多普勒血流仪 224

三、彩色多普勒血流显像仪 226

习题九 228

第十章 波动光学 230

10-1 光的干涉 230

一、光的相干性 230

二、杨氏双缝干涉实验 231

三、光程和光程差 233

四、薄膜干涉 234

10-2 光的衍射 237

一、单缝衍射 237

二、圆孔衍射 240

三、衍射光栅 241

10-3 光的偏振 243

一、自然光和偏振光 243

二、起偏和检偏 马吕斯定律 244

三、反射光和折射光的偏振 245

四、双折射现象 二向色性 246

五、旋光性 糖量计 248

10-4 液晶 249

一、液晶的光学特性 249

二、液晶的电光效应 249

10-5 光的吸收 250

一、朗伯-比尔定律 250

二、比色分析法原理 251

习题十 252

第十一章 几何光学 255

11-1 球面折射 255

一、折射定律 255

二、单球面折射 256

三、共轴球面系统 257

11-2 透镜成像 258

一、薄透镜成像 258

二、薄透镜的组合 261

三、共轴球面系统的三对基点 262

四、透镜的像差 265

11-3 眼的光学系统 266

一、眼的结构和光学性质 266

二、眼的分辨本领和视力 268

三、眼的色觉 色盲 269

11-4 屈光不正眼的矫正 269

一、近视眼 270

二、远视眼 271

三、散光眼 271

11-5 医用光学仪器 273

一、放大镜 角放大率 273

二、光学显微镜 274

三、几种特殊光学显微镜简介 278

四、检眼镜 279

五、光导纤维内窥镜 280

习题十一 281

第十二章 量子力学基础 283

12-1 黑体辐射 283

一、黑体辐射定律 283

二、普朗克的量子假设 285

12-2 光的量子性 286

一、光电效应的实验规律 286

二、爱因斯坦的光子假设 287

三、光的波粒二象性 288

四、康普顿效应 289

12-3 氢原子的玻尔理论 290

一、氢原子光谱的规律性 290

二、玻尔的假设及其推论 291

12-4 实物粒子的波动性 294

一、德布罗意的假设 294

二、德布罗意波的实验证明 295

三、电子显微镜 295

四、波函数的物理意义 296

五、不确定关系 298

12-5 薛定谔方程 299

一、薛定谔方程的建立 299

二、一维势阱中的粒子 300

三、隧道效应 扫描隧穿显微镜 302

四、四个量子数 304

五、定态波函数和概率分布 306

习题十二 308

第十三章 光谱 激光和X射线 310

13-1 光谱 310

一、原子光谱 310

二、分子光谱 311

三、拉曼散射光谱 312

13-2 激光 314

一、激光的特点 314

二、激光的产生原理 315

三、医学上常用的激光器 317

四、激光的生物效应 318

五、激光的医学应用 319

13-3 X射线 321

一、X射线的衍射 321

二、X射线的基本性质 322

三、X射线的产生 322

四、X射线的强度和硬度 324

五、X射线谱 325

六、物质对X射线的吸收规律 328

13-4 X射线的医学应用 329

一、X射线摄影和透视 330

二、数字减影血管造影 331

三、X射线CT 332

四、X射线治疗 335

习题十三 336

第十四章 原子核与放射性 338

14-1 原子核的结构和性质 338

一、原子核的组成 338

二、原子核的性质 339

三、放射性核素和同位素 340

四、结合能 原子核的稳定性 340

14-2 原子核的放射性衰变 342

一、α衰变 342

二、β衰变和电子俘获 343

三、γ衰变和内转换 346

14-3 核衰变的规律 346

一、指数衰变定律 346

二、半衰期和平均寿命 347

三、放射性活度 349

四、放射平衡 350

14-4 射线与物质的相互作用 351

一、带电粒子与物质的相互作用 351

二、光子与物质的相互作用 352

三、中子与物质的相互作用 354

14-5 射线的探测、剂量与防护 355

一、射线的探测 355

二、射线的剂量 357

三、放射性防护 357

14-6 放射性核素的医学应用 358

一、放射治疗与γ刀 358

二、示踪诊断 360

三、放射性核素成像 361

习题十四 364

第十五章 磁共振成像 366

15-1 核磁共振的基本概念 366

一、原子核在磁场中的进动 366

二、核磁共振现象 368

三、弛豫过程和弛豫时间 371

15-2 磁共振成像的原理和方法 372

一、磁共振成像的基本原理 372

二、磁共振成像的基本方法 373

15-3 磁共振成像系统 377

一、磁体和梯度线圈 378

二、射频装置 379

三、电脑系统 380

15-4 磁共振成像的临床应用与最新进展 380

一、磁共振影像技术的特点和优势 380

二、磁共振影像技术的医学应用 381

三、磁共振影像技术的最新进展 382

习题十五 383

附录 384

附录一 矢量的标积和矢积 384

附录二 国际单位制（SI） 385

附录三 一些单位的换算关系 387

附录四 常用基本物理常量 388

附录五 希腊字母表 388

参考文献 389

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