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前言1

绪论1

目 录1

第一章物体的弹性3

1.1应变和应力3

1.1.1应变3

1.1.2应力4

1.2弹性模量4

1.3.1 弯曲5

1.3弯曲和扭转5

1.3.2扭转6

1.4拉普拉斯公式6

1.5生物组织的弹性7

1.5.1骨骼的弹性7

1.5.2血管的弹性8

习题一8

2.1.1理想流体10

2.1.2稳定流动10

第二章流体的运动10

2.1理想流体的稳定流动10

2.1.3连续性方程11

2.2伯努利方程及其应用11

2.2.1伯努利方程11

2.2.2伯努利方程的应用12

2.3实际流体的运动14

2.3.1牛顿黏性定律14

2.3.2泊肃叶公式15

2.3.3湍流与雷诺数16

2.4.1心脏作功17

2.3.4斯托克斯定律17

2.4血液的流动17

2.4.2血压18

2.4.3外周阻力与流率分配19

2.4.4血液的非牛顿流动特性19

习题二20

第三章振动和波动22

3.1简谐振动22

3.1.1谐振动方程22

3.1.2谐振动的特征量23

3 1.4谐振动的能量25

3.1.3谐振动的矢量图示法25

3.2.1同方向、同频率谐振动的合成26

3.2谐振动的合成26

3.2.2同方向不同频率谐振动的合成27

3.2.3频谱分析28

3.3简谐波29

3.3.1波动的基本概念29

3.3.2平面简谐波的波动方程30

3.3.3波的能量与强度32

3.3.5波的干涉33

3.3.4惠更斯原理33

3.4声波36

3.4.1声压和声强36

3.4.2声强级与响度级36

3.4.3多普勒效应37

3.4.4超声波及其医学应用38

3.5光波40

3.5.1光的干涉40

3.5.2光的衍射43

3.5.3光的偏振47

习题三50

第四章液体的表面现象52

4.1表面张力和表面能52

4.1.1表面张力52

4.1.2表面能53

4.2弯曲液面的附加压强54

4.3毛细现象55

4.3.1接触角55

4.3.2毛细现象55

4.4表面活性物质和表面吸附56

4.3.3气体栓塞56

习题四57

第五章热力学基础58

5.1热力学的基本概念58

5.1.1热力学系统58

5.1.2热力学过程59

5.1.3内能、热量和功59

5.2热力学第一定律60

5.2.1热力学第一定律60

5.2.2热力学第一定律对理想气体的应用61

5.2.3人体的能量交换63

5.3热力学第二定律64

5.3.1可逆过程与不可逆过程65

5.3.2卡诺循环65

5.3.3热力学第二定律66

5.3.4热力学第二定律的统计意义67

5.4熵68

5.4.1克劳修斯不等式68

5.4.2熵69

5.4.3熵增加原理70

5.5热力学第二定律和生命系统71

习题五71

第六章电磁学基础73

6.1电场强度73

6.1.1电荷与库仑定律73

6.1.2电场强度73

6.1.3电场线与电通量75

6.1.4高斯定理及其应用76

6.2.1 电场力作功78

6.2电势78

6.2.2电势79

6 2.3电偶极子和电偶层的电势80

6.3生物电82

6.3.1心电82

6.3.2脑电与肌电83

6.4生物膜电位84

6.4.1能斯特方程84

6.4.3电泳85

6.4.2静息电位85

6.5稳恒磁场86

6.5.1磁场的基本概念86

6.5.2毕奥.萨伐尔定律及其应用87

6.5.3安培环路定理89

6.6磁场对电流的作用90

6.6.1磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力90

6.6.2磁场对载流导线的作用——安培力91

6.6.3磁场对载流平面线圈的作用92

6.7物质的磁性和生物磁场93

6.7.1物质的磁性93

6.7.2生物磁场94

6.7.3磁场的生物效应和磁技术在医学方面的应用95

习题六96

第七章几何光学97

7.1球面折射97

7.1.1单球面折射97

7.1.2共轴球面系统98

7.2透镜99

7.2.1薄透镜99

7.2.3厚透镜100

7.2.2薄透镜的组合100

7.2.4圆柱透镜101

7.2.5透镜的像差102

7.3眼睛的光学系统103

7.3.1眼睛的光学结构103

7.3.2眼睛的调节104

7.3.3散光眼及其矫正104

7.3.4眼的分辨本领和视力105

7.4医学常用光学仪器105

7.4.1放大镜105

7.4.2普通光学显微镜106

7.4.3纤维光束内窥镜108

7.4.4特殊光学显微镜109

习题七110

第八章量子物理基础111

8.1热辐射和普朗克能量子假设111

8.1.1基尔霍夫辐射定律111

8.1.2黑体辐射定律112

8.1.3普朗克能量子假设113

8.2.1光电效应的实验规律114

8.2光子理论114

8.2.2爱因斯坦的光子理论115

8.2.3光子的质量和能量115

8.2.4康普顿效应116

8.3微观粒子的波粒二象性117

8.3.1德布罗意物质波117

8.3.2电子衍射和电子显微镜118

8.3.3德布罗意波的统计解释119

8.3.4不确定性原理119

8.4薛定谔方程120

8.4.1波函数及其物理意义120

8.4.2薛定谔方程121

8.4.3势阱和势垒中的粒子122

8.5玻尔的氢原子理论124

8.5.1氢原子光谱124

8.5.2玻尔的氢原子理论125

8.6原子光谱与分子光谱127

8.6.1原子光谱127

8.6.2分子光谱128

8.7.1 荧光129

8.7荧光和拉曼散射129

8.7.2拉曼散射130

8.8激光131

8.8.1激光的特性131

8.8.2激光的产生原理131

8.8.3激光的医学应用132

习题八133

第九章X射线134

9.1 X射线的发生134

9.2.1 X射线的强度135

9.2.2 X射线的硬度135

9.2 X射线的强度和硬度135

9.3 X射线谱136

9.3.1连续X射线谱136

9.3.2标识X射线谱137

9.4 X射线的基本性质138

9.4.1 X射线的一般性质138

9.4.2 X射线的波动性138

9.4.3物质对X射线的吸收139

9.5.2 X射线治疗141

习题九141

9.5.1 X射线诊断141

9.5 X射线的医学应用141

第十章原子核物理143

10.1原子核的基本性质143

10.1.1原子核的组成143

10.1.2原子核的结合能144

10.1.3核力145

10.2原子核的衰变146

10.2.1核衰变种类146

10.2.2核衰变规律150

10.2.3放射性强度151

10.2.4放射平衡152

10.3射线与物质的相互作用153

10.3.1带电粒子和物质的相互作用153

10.3.2中子与物质的相互作用156

10.4辐射剂量和辐射防护157

10.4.1辐射剂量157

10.4.2辐射防护158

10.5.1示踪原子的应用159

10.5放射性核素在医学上的应用159

10.5.2治疗应用160

习题十160

第十一章模拟电路基础知识161

11.1半导体器件161

11.1.1半导体的导电特性161

11.1.2半导体二极管162

11.1.3半导体三级管164

11.1.4场效应管167

11.2.1共射极放大电路的组成169

11.2.2放大电路的工作原理169

11.2基本放大电路169

11.2.3放大电路的主要性能指标170

11.2.4放大电路的分析方法171

11.2.5分压式偏置电路173

11.3场效应管放大器174

11.4多级放大器175

11.4.1多级放大器的级间耦合方式175

11.4.2多级放大器的性能指标175

11.5负反馈放大器176

11.5.1反馈的基本概念176

11.5.2负反馈对放大器性能的影响177

11.5.3负反馈放大器的特例——射极输出器178

11.6直流放大器179

11.6.1直接耦合放大器179

11.6.2差分放大器180

11.7集成运算放大器182

11.7.1运算放大器的结构与特性182

11.7.2运算放大器组成的基本电路183

11.7.3运算放大器在信号运算与处理方面的应用185

11.8信号发生器187

11.8.1正弦波振荡器187

11.8.2脉冲发生器192

习题十一194

第十二章数字电路基础知识196

12.1逻辑门电路196

12.1.1数字电路概述196

12.1.2基本逻辑门196

12.1.3复合逻辑门197

12.2逻辑代数及其应用198

12.2.1逻辑代数的基本规律198

12.2.2逻辑函数的代数化简法199

12.2.3逻辑函数的卡诺图化简法200

12.3组合逻辑电路的分析与设计203

12.3.1组合逻辑电路的分析方法203

12.3.2组合逻辑电路的设计204

12.4触发器209

12.4.1基本RS触发器209

12.4.2钟控RS触发器210

12.4.3 JK触发器211

12.4.4 D触发器212

12.4.6不同类型触发器间的相互转换213

12.4.5 T和T′触发器213

12.5基本数字部件214

12.5.1寄存器214

12.5.2计数器216

12.5.3数/模转换器与模/数转换器219

习题十二221

第十三章生物医用传感器223

13.1生物医学用电极223

13.1.1医用电极的基本特性223

13.1.2几种常用医用电极225

13.2生物医用换能器228

13.2.1医用换能器的分类和要求228

13.2.2医用换能器介绍229

13.3生物传感器232

13.3.1生物传感器的基础电极232

13.3.2酶传感器233

13.3.3微生物传感器234

13.3.4免疫传感器234

13.3.5药物传感器235

14.1.1生物信息的特性236

14.1生物信息的特性及测量要求236

第十四章生物医学信息测量236

14.1.2生物信息测量的特殊性237

14.2测量中的干扰及其抑制238

14.2.1干扰的来源及耦合途径238

14.2.2抑制干扰的措施240

14.3噪声及其降低的措施243

14.3.1噪声的来源243

14.3.2降低噪声的措施244

14.4.1微弱信号检测方法概述245

14.4微弱信号的检测方法245

14.4.2叠加平均法246

14.4.3相关检测法246

14.4.4自适应噪声抵消技术248

第十五章生物医学信号显示和记录250

15.1生物医学信号显示和记录概述250

15.2记忆示波器250

15.3数字显示装置252

15.3.1 液晶数字显示252

15.4.1描笔偏转式记录器253

15.4笔式记录装置253

15.3.2半导体数字显示253

15.4.2自动平衡式记录器255

15.4.3多道生理记录仪256

15.5磁带记录器258

15.5.1磁带记录器的基本构成及工作原理258

15.5.2模拟式磁带记录器258

15.5.3数字式磁带记录器260

16.1 生物医学控制系统概述261

16.1.1生物医学控制系统的构成261

第十六章 电子技术在生物医学控制中的应用261

16.1.2生物医学控制系统的要求262

16.2生物医学电子控制系统应用262

16.2.1人工心脏起搏器262

16.2.2心脏除颤器264

16.2.3排尿反射的控制264

16.3人工智能器官中的电子控制265

16.3.1人工肺265

16.3.2人工肾266

16.3.3智能型人工假肢267

16.3.4智能机器人268