绪论 1
第1章 医用力学基础 5
1.1 刚体的定轴转动 6
1.1.1 角量 6
1.1.2 转动动能和转动惯量 8
1.1.3 转动定律 11
1.1.4 角动量与角动量守恒 15
1.1.5 人体的静力平衡 16
1.2 物体的弹性 21
1.2.1 应力与应变 21
1.2.2 弹性模量 23
1.3 骨骼与肌肉的力学特性 26
1.3.1 骨的力学特性 26
1.3.2 肌肉的力学特性 29
第2章 流体的运动 35
2.1 理想流体的流动 36
2.1.1 理想流体 36
2.1.2 定常流动 36
2.1.3 连续性方程 37
2.2 伯努利方程及其应用 39
2.2.1 伯努利方程 39
2.2.2 伯努利方程的应用 40
2.3 粘性流体的流动 44
2.3.1 层流 44
2.3.2 牛顿粘滞定律 45
2.3.3 湍流 雷诺数 46
2.3.4 粘性流体的伯努利方程 47
2.3.5 斯托克斯定律 47
2.4 泊肃叶定律 49
2.4.1 流速分布 49
2.4.2 流量 50
第3章 振动、波动和声 54
3.1 简谐振动 55
3.1.1 简谐振动方程 55
3.1.2 简谐振动的特征量 57
3.1.3 简谐振动的矢量图示法 58
3.1.4 简谐振动的能量 59
3.2 简谐振动的合成 61
3.2.1 两个同方向、同频率简谐振动的合成 61
3.2.2 同方向、不同频率的简谐振动的合成 62
3.2.3 频谱分析 64
3.2.4 两个同频率、互相垂直的简谐振动的合成 66
3.3 简谐波 68
3.3.1 机械波的产生 68
3.3.2 波面和波线 69
3.3.3 简谐波的波动方程 70
3.3.4 波的能量 72
3.3.5 波的强度 73
3.3.6 波的衰减 74
3.4 波的叠加和干涉 76
3.4.1 惠更斯原理 波的衍射 76
3.4.2 波的叠加原理 77
3.4.3 波的干涉 77
3.4.4 驻波及半波损失 79
3.5 声波及多普勒效应 82
3.5.1 声压、声阻和声强 82
3.5.2 声波的反射和透射 83
3.5.3 声强级和响度级 84
3.5.4 多普勒效应 86
3.5.5 冲击波 89
3.6 超声波及其医学应用 90
3.6.1 超声波的特性 90
3.6.2 超声波在介质中的作用 91
3.6.3 超声波的产生与探测 92
3.6.4 超声扫描仪及其医学应用 92
3.6.5 次声波 96
第4章 分子动理论 101
4.1 物质的微观结构 102
4.1.1 物质由分子组成 102
4.1.2 分子现象的统计规律性 102
4.2 理想气体分子动理论 104
4.2.1 气体的状态参量和平衡态 104
4.2.2 理想气体压强的微观本质 105
4.2.3 理想气体温度的微观本质 106
4.3 能量均分定理 107
4.3.1 分子的自由度描述 108
4.3.2 能量均分定理 108
4.3.3 理论气体的内能 109
4.3.4 麦克斯韦速率分布 109
4.4 气体的输运性质 112
4.4.1 平均碰撞频率 113
4.4.2 分子平均自由程 113
4.4.3 气体的输运现象 114
4.5 液体的表面现象 116
4.5.1 液体的表面张力 116
4.5.2 液体表面现象 119
第5章 热力学基础 124
5.1 基本概念 125
5.1.1 内能 125
5.1.2 功 126
5.1.3 热量 126
5.2 热力学第一定律 126
5.2.1 热力学第一定律 127
5.2.2 准静态过程 128
5.2.3 热力学第一定律的应用 128
5.3 热力学第二定律 134
5.3.1 热力学第二定律 134
5.3.2 生命如何产生有序 136
5.4 人体的能量与代谢 137
第6章 静电场 144
6.1 电场 电场强度 145
6.1.1 库仑定律 145
6.1.2 电场与电场强度 145
6.1.3 场强叠加原理 146
6.1.4 场强的计算 146
6.2 高斯定理 148
6.2.1 电场线和电通量 148
6.2.2 高斯定理 149
6.2.3 高斯定理的应用 150
6.3 电势 153
6.3.1 静电场力作功 153
6.3.2 电势能和电势 154
6.3.3 电势的计算 155
6.3.4 电场强度与电势的关系 156
6.4 电偶极子 电偶层 158
6.4.1 电偶极子电场中的电势 158
6.4.2 电偶层的电势 159
6.5 静电场中的电介质 160
6.5.1 电介质的极化 160
6.5.2 均匀介质中的静电场 161
6.5.3 静电场的能量 162
6.6 心电图 165
6.6.1 心肌细胞的除极与复极 165
6.6.2 空间心电向量环与平面心电向量环 166
6.6.3 心电导联 167
6.6.4 心电图的形成原理及描记 168
第7章 直流电 172
7.1 稳恒电流的性质 173
7.1.1 电流与电流密度 173
7.1.2 金属与电解质的导电性 174
7.2 欧姆定律 176
7.2.1 欧姆定律的微分形式 176
7.2.2 含源电路的欧姆定律 177
7.3 基尔霍夫定律 179
7.3.1 基尔霍夫第一定律 179
7.3.2 基尔霍夫第二定律 180
7.3.3 基尔霍夫定律的应用 181
7.4 电容器的充电和放电 182
7.4.1 电路的充电过程 183
7.4.2 RC电路的放电过程 184
7.5 直流电在医学中的应用 186
7.5.1 电流对机体的作用 186
7.5.2 电疗 187
第8章 电流磁场与电磁感应 192
8.1 电流的磁场 193
8.1.1 毕奥－沙伐尔定律 193
8.1.2 安培环路定律 196
8.2 磁场对运动电荷的作用 199
8.2.1 洛伦兹力 199
8.2.2 带电粒子在磁场中的运动 199
8.2.3 霍尔效应 200
8.3 磁介质 201
8.3.1 顺磁质与抗磁质 201
8.3.2 磁导率、磁场强度 202
8.3.3 铁磁质 203
8.3.4 磁致伸缩效应 204
8.4 电磁感应和电磁波 204
8.4.1 电磁感应定律 204
8.4.2 动感电动势、涡旋电场 204
第9章 波动光学 209
9.1 光的干涉 210
9.1.1 相干光源 光程 211
9.1.2 杨氏双缝干涉 214
9.1.3 劳埃德镜 216
9.1.4 薄膜干涉 217
9.2 光的衍射 222
9.2.1 惠更斯－菲涅耳原理 222
9.2.2 光的衍射 223
9.3 光的偏振 229
9.3.1 自然光与偏振光 230
9.3.2 起偏和检偏 231
9.3.3 马吕斯定律 233
9.4 光学的生物学、医学应用 235
9.4.1 医学临床治疗技术 236
9.4.2 医学诊断与检测技术 237
第10章 几何光学 248
10.1 球面折射 249
10.1.1 单球面折射 249
10.1.2 共轴球面系统 251
10.2 透镜 252
10.2.1 薄透镜 252
10.2.2 薄透镜公式 252
10.2.3 薄透镜的组合 253
10.2.4 厚透镜 254
10.2.5 圆柱透镜 256
10.2.6 透镜的像差 257
10.3 眼睛的屈光系统 258
10.3.1 人眼的光学结构 眼睛的调节 258
10.3.2 人眼的分辨本领和视力 260
10.3.3 散光眼的矫正 261
10.4 放大镜 显微镜 262
10.4.1 放大镜 262
10.4.2 显微镜 263
第11章 量子力学基础 267
11.1 黑体辐射 普朗克量子假说 268
11.1.1 热辐射 268
11.1.2 黑体辐射的实验规律 269
11.1.3 普朗克量子假说 270
11.2 光电效应 272
11.2.1 光电效应的实验规律 272
11.2.2 爱因斯坦光子假说 273
11.3 康普顿效应 274
11.3.1 康普顿效应的实验规律 274
11.3.2 康普顿效应的理论解释 275
11.4 实物粒子的波粒二象性 277
11.5 不确定关系 278
11.6 薛定谔方程及应用简例 280
11.6.1 波函数及其统计解释 280
11.6.2 薛定谔方程 281
11.6.3 一维无限深势阱 282
11.6.4 势垒隧道效应 284
第12章 X射线 288
12.1 X射线的基本性质 289
12.1.1 物理效应 289
12.1.2 化学效应 290
12.1.3 生物效应 290
12.2 X射线的产生 290
12.2.1 产生X射线的方法 290
12.2.2 X射线产生装置 291
12.3 X射线的强度 292
12.3.1 X射线的强度 292
12.3.2 X射线的硬度 293
12.4 X射线谱 294
12.4.1 X射线的衍射 294
12.4.2 连续X射线谱 296
12.4.3 特征X射线谱 297
12.5 X射线的衰减规律 298
12.5.1 单能窄束X射线的衰减规律 299
12.5.2 衰减系数与波长、原子序数的关系 300
12.6 X射线在医学中的应用 300
12.6.1 X射线影像诊断 301
12.6.2 X射线治疗 306
第13章 原子核和放射性 310
13.1 原子核的组成和性质 311
13.1.1 原子核的组成 311
13.1.2 原子核的性质 311
13.1.3 原子核的稳定性 312
13.1.4 原子核的磁矩 313
13.2 核衰变的种类 314
13.2.1 α衰变 314
13.2.2 β衰变 315
13.2.3 γ衰变和内转换 317
13.3 核衰变的规律 318
13.3.1 衰变定律 318
13.3.2 半衰期 318
13.3.3 平均寿命 319
13.3.4 放射性活度 320
13.4 射线与物质的相互作用 321
13.4.1 带电粒子与物质的相互作用 321
13.4.2 光子与物质的相互作用 322
13.4.3 中子与物质的相互作用 324
13.5 辐射剂量与防护 324
13.5.1 放射性射线的辐射剂量 325
13.5.2 放射性射线的防护 327
13.6 放射性在医学中的应用 328
13.6.1 示踪的原理 328
13.6.2 放射诊断 329
13.6.3 放射治疗 332
参考文献 337
