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第一章 刚体的定轴转动1

1.1 角量和线量1

1.1.1　刚体的定轴转动1

1.1.2　角量1

1.1.3　角量与线量的关系4

1.2　转动定律4

1.2.1　转动力矩4

1.2.2　转动定律5

1.2.3　转动惯量7

1.2.4　转动动能10

1.2.5　力矩的功11

1.3 角动量守恒定律12

1.3.1　角动量12

1.3.2　冲量矩12

1.3.3　角动量原理12

1.3.4　角动量守恒定律13

1.4　旋进13

习题一14

第二章 物体的弹性 骨的力学性质19

2.1　应力和应变19

3.1.1 应力19

2.1.2　应变21

2.2　弹性模量22

2.2.1　弹性与塑性22

2.2.2　弹性模量22

2.3 形变势能24

2.4 骨的力学性质25

2.4.1　骨的受力26

2.4.2　骨的力学特性28

习题二30

第三章　血液的流动31

3.1　理想流体的稳定流动31

3.1.1　基本概念31

3.1.2　连续性方程33

3.1.3　伯努利方程33

3.1.4　方程的应用35

3.2　血液的层流39

3.2.1　基本概念39

3.2.2　连续性方程　人体内血流速度分布42

3.2.3　伯努利方程　心脏做功43

3.2.4　泊肃叶定律　外周阻力47

3.2.5　斯托克斯黏性公式　血沉49

习题三50

第四章　振动与波动54

4.1　简谐振动54

4.1.1　简谐振动方程54

4.1.2　描述简谐振动的特征量56

4.1.3　初始条件57

4.1.4　简谐振动的旋转矢量表示法58

4.1.5　简谐振动的能量60

4.2 简谐振动的叠加61

4.2.1 同方向、同频率的两个简谐振动的合成61

4.2.2 同方向、不同频率的两个简谐振动的合成拍63

4.2.3　两个互相垂直的简谐振动的合成65

4.3　振动的分解　频谱分析68

4.4 阻尼振动 受迫振动 共振70

4.4.1 阻尼振动70

4.4.2　受迫振动71

4.4.3　共振72

4.5　波动方程73

4.5.1　波的产生和传播73

4.5.2　横波和纵波73

4.5.3　波面与波线74

4.5.4　波的周期、频率和波长74

4.5.5　平面简谐波75

4.6　波的能量　能流密度79

4.6.1　波的能量79

4.6.2　波的能流密度81

4.6.3　波的强度与距离的关系82

4.6.4　介质对波能量的吸收83

4.7 波的干涉83

4.7.1　波的叠加原理83

4.7.2　波的干涉84

4.7.3　驻波86

习题四88

第五章 超声波 超声诊断仪的物理原理94

5.1 声波94

5.1.1　声波的基本性质94

5.1.2　声强级　听觉区域　响度级95

5.1.3　声波的多普勒效应97

5.2　超声波的基本性质及数学表述100

5.2.1　超声波的动力学方程101

5.2.2　超声波的速度103

5.2.3　声压与声压方程104

5.2.4　声特性阻抗106

5.3　超声在介质中的传播规律107

5.3.1　反射与透射108

5.3.2　衍射与散射112

5.3.3　声束通过介质薄层113

5.4　超声在介质中的衰减规律114

5.4.1　超声在介质中的衰减特征114

5.4.2　超声在介质中的吸收衰减规律115

5.4.3　测量介质吸收超声的参数116

5.4.4　超声与物质的相互作用118

5.5 超声的产生及声场基本特征119

5.5.1　超声探头119

5.5.2　超声束的形状120

5.5.3　声束的聚焦122

5.6　超声诊断仪的物理原理124

5.6.1　A型超声125

5.6.2　M型超声125

5.6.3　B型超声126

5.6.4　D型超声128

5.6.5　彩超131

习题五133

第六章　狭义相对论136

6.1 伽利略变换和经典力学时空观136

6.1.1　伽利略相对性原理136

6.1.2　伽利略变换137

6.1.3　经典力学的时空观138

6.2　狭义相对论的基本假设 洛伦兹变换138

6.2.1　迈克耳孙-莫雷实验138

6.2.2　狭义相对论的基本假设139

6.2.3　洛伦兹变换140

6.3　狭义相对论的时空观141

6.3.1　同时的相对性141

6.3.2　时间膨胀142

6.3.3　长度收缩143

6.4　狭义相对论动力学144

6.4.1　相对论动量、质量、质点动力学基本方程144

6.4.2　相对论动能146

6.4.3　质能关系式146

6.4.4　能量和动量的关系147

习题六148

第七章 液体的表面性质150

7.1 液体的表面张力和表面能150

7.1.1　表面张力150

7.1.2　表面能152

7.1.3　液体表面层中的分子力作用152

7.2 弯曲液面的附加压强154

7.2.1　附加压强154

7.2.2　肺泡中的表面活性物质157

7.3　液体与固体接触处的表面现象 毛细现象158

7.3.1　液体与固体接触处的表面现象158

7.3.2　毛细现象159

7.3.3　气体栓塞160

习题七162

第八章　静电学164

8.1 电场 电场强度164

8.1.1　库仑定律164

8.1.2　电场和电场强度165

8.1.3　场强叠加原理166

8.2 高斯定理及其应用168

8.2.1　电场线　电通量168

8.2.2　高斯定理169

8.2.3　高斯定理的应用170

8.3 电场力做功 电势172

8.3.1　电场力做功172

8.3.2　电势能　电势173

8.3.3　等势面 电场强度与电势的关系176

8.4 电偶极子 电偶层　心电178

8.4.1 电偶极子178

8.4.2　电偶层179

8.4.3　心电向量和心电向量环181

8.4.4　体表心电的形成182

8.5　静电场中的电介质183

8.5.1 电介质及其极化183

8.5.2　电介质中的场强186

8.6 电容 电场的能量187

8.6.1 电容187

8.6.2　带电系统的能量189

8.6.3　静电场的能量189

习题八191

第九章 电流的磁场196

9.1　磁感应强度　磁通量196

9.1.1　磁感应强度196

9.1.2　磁感应线 磁通量和磁场中的高斯定理197

9.2　毕奥-萨伐尔定律及其应用198

9.2.1　毕奥-萨伐尔定律198

9.2.2　毕奥-萨伐尔定律的应用199

9.3　安培环路定律及其应用202

9.3.1　安培环路定律202

9.3.2　安培环路定律的应用203

9.4　磁场对电流的作用205

9.4.1　磁场对运动电荷的作用205

9.4.2　洛伦兹力的应用205

9.4.3　磁场对电流的作用207

9.5 生物磁场和磁场的生物效应210

9.5.1　生物磁场210

9.5.2　磁场的生物效应212

习题九212

第十章　稳恒电流216

10.1 欧姆定律的微分形式216

10.1.1　电流　电流密度216

10.1.2　欧姆定律的微分形式219

10.2 电动势 生物膜电位220

10.2.1 电动势220

10.2.2　生物膜电位221

10.3　直流电路225

10.3.1　闭合电路的欧姆定律225

10.3.2　基尔霍夫定律225

10.4 电容器的充放电过程228

10.4.1　充电过程228

10.4.2　放电过程230

10.5 电流对人体的作用230

10.5.1　直流电对人体的作用231

10.5.2　低频交流电流对人体的作用232

10.5.3　中频、高频交流电流对人体的作用233

习题十234

第十一章 眼睛的屈光237

11.1 眼睛的屈光系统237

11.1.1　眼睛的生理结构237

11.1.2　示意眼238

11.1.3　简化眼239

11.2　球面的屈光239

11.2.1　单球面239

11.2.2　共轴多球面243

11.3　透镜的屈光246

11.3.1　薄透镜246

11.3.2　薄透镜的组合249

11.3.3　圆柱透镜250

11.3.4　透镜的像差251

11.4 眼睛的屈光不正及其物理矫正253

11.4.1　近视眼253

11.4.2　远视眼255

11.4.3　老花眼256

11.4.4　散光眼256

习题十一257

第十二章 波动光学260

12.1 光的干涉260

12.1.1　光波　光的相干性260

12.1.2　双缝干涉261

12.1.3　光程和光程差265

12.1.4　薄膜干涉266

12.1.5　劈形空气隙干涉269

12.1.6　迈克耳孙干涉仪270

12.2　光的衍射271

12.2.1　惠更斯-菲涅耳原理271

12.2.2　夫琅禾费单缝衍射272

12.2.3　夫琅禾费圆孔衍射276

12.2.4　光栅的衍射278

12.3　光的偏振282

12.3.1 自然光与偏振光282

12.3.2　起偏与检偏284

12.3.3　马吕斯定律285

12.3.4　旋光现象286

习题十二288

第十三章　量子力学基础292

13.1 热辐射　普朗克的量子假设292

13.1.1　热辐射292

13.1.2　黑体辐射实验规律294

13.1.3　普朗克能量子假设294

13.2　光电效应 爱因斯坦的光子假说296

13.2.1　光电效应实验规律296

13.2.2　爱因斯坦光子假说297

13.2.3　光的波粒二象性298

13.2.4　光电效应的应用298

13.3　康普顿效应299

13.3.1　康普顿效应的实验规律299

13.3.2　康普顿效应的光子理论解释299

13.4　玻尔的氢原子理论301

13.4.1　氢原子光谱301

13.4.2　玻尔的氢原子理论302

13.5　微观粒子的波动性306

13.5.1　德布罗意物质波假设306

13.5.2　物质波的实验验证307

13.5.3　不确定关系308

13.6 波函数 薛定谔方程310

13.6.1　波函数及其统计解释310

13.6.2　薛定谔方程312

13.6.3　一维无限深势阱中的粒子313

13.6.4　势垒穿透（隧道效应）315

13.7 氢原子问题的量子力学处理316

13.7.1　量子化条件和量子数317

13.7.2　氢原子中电子的概率分布318

13.8 电子的自旋 原子的电子壳层结构320

13.8.1　电子自旋320

13.8.2　原子的电子壳层结构321

习题十三324

第十四章　激光及其在生物医学中的应用326

14.1　激光基本原理327

14.1.1　光与物质的相互作用理论327

14.1.2　粒子数反转原理328

14.1.3　光学谐振腔330

14.1.4　激励装置333

14.2　激光关键参数与特性334

14.2.1　激光关键参数334

14.2.2　激光的特点335

14.2.3　典型激光器337

14.3　激光生物效应与技术340

14.3.1　激光生物效应340

14.3.2　激光生物技术344

14.4 激光在临床医学中的应用347

14.4.1　激光诊断方法347

14.4.2　激光治疗方法349

14.4.3　激光的其他临床应用355

习题十四356

第十五章 原子核物理 核磁共振成像原理357

15.1　原子核的性质357

15.1.1　原子核的组成357

15.1.2　质量亏损和结合能358

15.1.3　核力360

15.2　放射性核素的衰变361

15.2.1　α衰变361

15.2.2　β衰变和电子俘获362

15.2.3　γ衰变和内转换363

15.3　放射性核素的衰变规律364

15.3.1　核衰变定律364

15.3.2　半衰期和平均寿命365

15.3.3　放射性活度367

15.4　射线与物质的相互作用368

15.4.1　带电粒子与物质的相互作用369

15.4.2　光子与物质的相互作用371

15.4.3　中子与物质的相互作用372

15.5　射线的剂量和防护372

15.5.1　射线的剂量372

15.5.2　射线的防护374

15.6　放射性核素在医学上的应用374

15.6.1 治疗方面374

15.6.2　示踪原子375

15.7　核磁共振成像原理376

15.7.1　核磁共振的基本原理376

15.7.2　核磁共振的宏观描述380

15.7.3　磁共振成像384

15.7.4　人体的磁共振成像387

15.7.5　磁共振成像的医学诊断依据389

15.7.6　磁共振成像系统391

15.7.7　磁共振成像的特点及现状392

习题十五393

第十六章　X射线成像的物理基础395

16.1 X射线的产生及其基本性质395

16.1.1　X射线的产生395

16.1.2　X射线的基本性质396

16.1.3　X射线的强度和硬度397

16.2　X射线衍射 X射线谱398

16.2.1　X射线衍射398

16.2.2　X射线谱399

16.3　X射线的吸收402

16.3.1　线性吸收系数及质量吸收系数402

16.3.2　半价层403

16.3.3　质量吸收系数与波长的关系404

16.4　X射线成像405

16.4.1　常规X射线投影成像405

16.4.2　X射线电子计算机断层成像405

习题十六411

附录A 中英文名词对照412

附录B 国际单位制（SI）422

附录C 矢量的标积和矢积424

附录D　三种坐标系中的线元、面元和体积元426

附录E 物理学常用常量（1998年推荐值）427

附录F　希腊字母表428

参考文献429