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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CT351

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