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目录1

第一章 力学基本定律1

第一节 刚体的转动1

一、刚体定轴转动的运动学1

二、转动动能、转动惯量3

三、刚体定轴转动定律5

四、刚体定轴转动的功和能7

五、角动量、角动量守恒定律9

六、进动11

第二节 物体的弹性12

一、应变和应力12

二、弹性模量14

三、弹性势能16

第三节 肌肉和骨骼的弹性16

第四节 经典力学的适用范围18

第二章 流体的运动21

第一节 理想流体 定常流动21

一、理想流体21

二、定常流动22

第二节 连续性方程23

第三节 柏努利方程25

一、柏努利方程25

二、柏努利方程的应用28

一、层流、湍流32

第四节 黏性流体的流动32

二、牛顿黏滞定律33

三、雷诺数34

四、黏性流体的流动规律35

第三章 振动、波动和声波43

第一节 简谐振动43

一、简谐振动方程43

二、简谐振动的特征量45

三、简谐振动的矢量表示法47

四、简谐振动的能量48

第二节 阻尼振动、受迫振动和共振50

一、阻尼振动50

一、两个同方向、同频率的简谐振动的合成52

二、受迫振动和共振52

第三节 简谐振动的合成52

二、同方向不同频率的简谐振动的合成54

三、频谱分析57

四、两个同频率、互相垂直的简谐振动的合成59

五、相互垂直不同频率的简谐振动的合成61

第四节 简谐波62

一、机械波的产生62

二、波的几何描述63

三、波的频率、波长和波速63

四、简谐波的波动方程64

五、简谐波的能量与强度68

一、惠更斯原理72

第五节 惠更斯原理及其应用72

二、解释波的衍射现象73

三、波的折射的解释74

第六节 波的干涉75

一、波的叠加原理75

二、波的干涉75

三、驻波77

四、声源物体的固有频率79

第七节 声波和超声波81

一、声速、声压和声阻81

二、声强、声强级和响度级83

三、声波的反射和折射86

一、波源和观察者在其连线上运动88

第八节 多普勒效应88

二、波源和观察者的运动不在其连线上89

三、多普勒效应的应用90

第九节 超声波及其医学应用91

一、超声波的产生和探测91

二、超声波的特性及其对物质的作用91

三、超声波在医学中的应用93

第四章 液体的表面现象98

第一节 液体的表面张力与表面能98

一、液体的表面层98

二、液体的表面张力和表面能99

三、表面活性物质与表面吸附101

第二节 弯曲液面的附加压强102

一、任意弯曲液面内外压强差的计算103

二、球形液面的附加压强104

三、肺泡的附加压强与表面活性物质105

第三节 毛细现象 气体栓塞106

一、润湿现象106

二、毛细现象107

三、气体栓塞109

第五章 生物热力学基础112

第一节 热力学的基本概念112

一、热力学系统112

二、状态与过程113

三、功和热量114

一、热力学第一定律的表达式115

第二节 热力学第一定律115

二、第一类永动机116

第三节 热力学第一定律的应用116

一、等容过程117

二、等压过程117

三、等温过程119

四、绝热过程119

第四节 热力学第二定律121

一、热力学第二定律的表述121

二、第二定律的统计意义和适用范围123

第五节 生物热力学124

一、人体代谢过程中的能量转换124

二、生物系统与热力学125

第一节 电场与电场强度127

一、电荷以及电荷守恒定律127

第六章 静电场127

二、库仑定律128

三、电场与电场强度128

四、场强的叠加原理129

五、点电荷及点电荷系的场强129

六、电场的几何描述131

第二节 高斯定理133

一、高斯定理133

二、高斯定理的小结134

三、高斯定理的应用135

一、静电场力作功137

第三节 电场力作功与电势137

二、静电场中的电势能139

三、电势和电势差139

四、点电荷及点电荷系电场电势的计算140

五、等势面和电势梯度142

第四节 电偶极子电场143

一、电偶极子143

二、电偶极子电场的电势144

三、均匀电场中的电偶极子145

四、电偶层145

第五节 静电场中的电介质147

一、电介质及其极化147

二、均匀电介质中的静电场149

三、介电常数150

第六节 静电场的能量151

一、电容器151

二、电容器中的电场能量152

三、静电场的能量和能量密度153

第七节 人体心电的物理原理155

一、心电场155

二、心电图波的形成157

第七章 直流电160

第一节 稳恒电流160

一、电流密度160

二、欧姆定律的微分形式161

三、电解质导电162

第二节 电源电动势164

一、电源电动势164

二、含源电路的欧姆定律165

第三节 基尔霍夫定律及其应用167

一、基尔霍夫第一定律167

二、基尔霍夫第二定律167

三、基尔霍夫定律的应用168

第四节 电容器的充电及放电过程171

一、放电过程172

二、充电过程173

三、时间常数173

二、电渗174

第五节 电泳和电渗174

一、电泳174

第八章 波动光学177

第一节 光的干涉177

一、相干光源及相干光177

二、光程及干涉理论178

三、干涉理论的应用181

第二节 光的衍射189

一、惠更斯-菲涅耳原理189

二、凸透镜的特点190

三、单缝衍射191

四、圆孔衍射194

五、光栅衍射195

六、光学仪器的分辨本领199

第三节 光的偏振200

一、偏振光和自然光201

二、偏振光的产生202

三、马吕斯定律204

第四节 物质的旋光性206

第五节 光的吸收和散射207

一、光的吸收207

二、光的散射208

第九章 几何光学212

第一节 球面折射212

一、单球面折射212

二、共轴球面系统215

一、薄透镜成像公式216

第二节 薄透镜216

二、薄透镜的组合217

三、透镜的像差218

第三节 共轴球面系统的三对基点220

一、共轴球面系统的三对基点220

二、作图法求像221

第四节 非对称折射系统221

第五节 眼睛223

一、眼睛的结构223

二、眼睛的光学性质223

三、眼睛的屈光不正及其矫正225

二、放大镜228

第六节 光学仪器228

一、光学仪器的放大率228

三、显微镜229

四、几种特殊的显微镜232

五、检眼镜纤镜233

第十章 量子物理基础236

第一节 热辐射236

一、基尔霍夫辐射定律236

二、黑体辐射定律238

三、普朗克的量子假设239

四、热辐射在医学中的应用240

第二节 非温度辐射241

一、荧光、磷光和荧光分析242

二、荧光灯243

三、紫外线灯243

第三节 光度学基础 眼的视觉244

一、辐射通量、视见度函数244

二、光通量、发光强度与照度245

三、眼的视觉246

第四节 光的量子性247

一、光电效应247

二、爱因斯坦光电效应方程式249

三、光子的质量与动量250

四、康普顿效应251

一、德布洛意波252

第五节 微观粒子的波动性252

二、物质波的统计解释253

第六节 测不准关系254

第七节 波函数 薛定谔方程255

一、波函数256

二、薛定谔方程的建立257

三、一维势阱中的粒子258

第八节 类氢原子的能级259

一、能量量子化——主量子数n260

二、角动量量子化——角量子数l260

三、空间量子化——磁量子数m260

四、电子的自旋261

一、原子光谱262

第九节 原子光谱和分子光谱262

二、分子光谱264

三、光谱分析原理264

第十一章 原子核和放射性268

第一节 原子核的基本性质268

一、原子核的组成268

二、原子核的质量269

三、原子核的大小270

四、原子核的角动量和磁矩270

五、原子核的稳定性271

第二节 原子核的衰变273

一、α衰变273

二、β衰变274

三、γ衰变和内转换277

四、衰变纲图278

第三节 放射性核素的衰变规律278

一、衰变规律278

二、半衰期和平均寿命279

三、放射性活度279

四、两级串连衰变281

第四节 射线与物质的相互作用282

一、带电粒子与物质的相互作用282

二、光子与物质的相互作用286

三、中子与物质的相互作用288

一、X射线和γ射线的照射量289

二、吸收剂量289

第五节 辐射剂量289

三、相对生物效应系数和剂量当量290

第六节 射线探测器291

一、气体电离探测器291

二、闪烁探测器292

三、半导体探测器293

四、热释光剂量计294

第七节 原子核技术在医学上的应用295

一、放射治疗295

二、射线成像295

三、射线分析296

第一节 光谱297

第十二章 光谱与激光297

第二节 原子光谱298

一、原子的光学光谱299

二、标识伦琴射线谱299

第三节 分子光谱300

一、分子光谱的特点与分子内部运动的关系300

二、分子的转动能级和转动光谱302

三、分子的振动能级和振转光谱303

四、分子的电子振转光谱304

五、红外吸收光谱305

第四节 红外线和紫外线305

一、红外线306

二、紫外线306

一、激光产生的原理307

第五节 激光307

二、氦氖激光器308

三、红宝石激光器309

四、几种常见的医用激光器310

五、激光的特点311

第六节 激光的生物作用311

一、热效应312

二、压强效应312

三、光化效应313

四、电磁效应314

五、弱激光的刺激作用314

第七节 激光的医学应用314

一、激光诊断与检测314

二、激光治疗316

第十三章 X射线319

第一节 X射线的发现及其基本性质319

一、X射线的发现319

二、基本性质320

三、X射线的发生装置320

四、X射线的强度和硬度322

第二节 X射线谱323

一、X射线谱的特性324

二、连续X射线谱325

三、标识X射线谱327

四、X射线结构分析328

一、单色X射线吸收的宏观规律329

第三节 X射线的吸收329

二、连续X射线吸收的宏观规律332

三、X射线吸收的微观机理333

第四节 X射线在医学中的应用335

一、放射治疗335

二、临床诊断336

三、X射线断层摄影术338

四、计算机断层摄影术（X-CT）338

第十四章 核磁共振的医学应用341

第一节 核磁共振基本原理341

一、在磁场中的原子核341

二、拉莫尔关系式342

一、磁共振成像343

第二节 磁共振成像（MRI）343

三、核磁共振343

二、磁化和弛豫344

第三节 质子密度T1、T2加权图像…346

一、质子密度加权图像347

二、T1加权图像347

三、T2加权图像347

第四节 MRI成像方法348

一、自旋回波成像法348

二、反转恢复成像法349

三、快速成像法349

二、MRI的医学应用350

一、MRI的特点350

用350

第五节 核磁共振成像的特点及医学应350

第十五章 核医学影像技术352

第一节 γ照相机352

一、γ相机平面投影成像的物理原理352

二、γ照相机的基本组成352

三、图像的形成353

四、医学应用举例354

第二节 正电子发射断层成像354

一、成像原理354

一、纵断面成像法355

第三节 SPECT成像355

三、系统分辨率355

二、成像方法355

二、横断面成像法356

第十六章 X射线计算机断层摄影术（X-CT）第一节 CT的成像原理358

一、CT的物理原理358

二、CT的数学原理360

第二节 图像重建方法361

一、解析法361

二、其他图像重建方法364

第三节 CT装置366

一、CT装置的组成366

二、CT装置的部件结构366

第四节 使用和分析369

一、CT的使用370

二、诊断分析371

第五节 CT的分类及扫描方式375

一、CT的分类375

二、CT的扫描方式375

三、CT扫描系统的发展与演变378

第十七章 量子生物学简介382

第一节 量子生物学的基本方法382

一、简单分子轨道法383

四、Xa方法386

五、分子静电势法386

第二节 能量指数和结构指数386

三、从头计算法386

二、半经验自洽场分子轨道法386

一、能量指数387

二、结构指数387

第三节 核酸的结构与功能388

一、核酸分子的一级结构388

二、DNA分子的二级结构和碱基配对388

三、核酸的功能389

第四节 蛋白质的结构和性质391

一、蛋白质的结构391

二、蛋白质的有关性质391

第五节 量子生物学的其他研究实例392

一、酶的催化作用机理392

三、量子药理学393

二、遗传、突变的量子理论393

四、致癌物质的结构与活性研究394

第十八章 生物医学信号及其测量395

第一节 生物电信号和非电信号395

一、生物电信号及其特征395

二、非电量生理信号397

第二节 生物电信号的拾取398

一、生物电位电极398

二、电极的极化电压398

三、电极的电特性399

第三节 医用传感器简介400

一、传感器的基本特性400

二、变电阻式传感器401

三、可变电感传感器402

四、可变电容传感器403

五、光电式传感器404

第四节 心电知识405

一、心电向量图405

二、心电图波形的形成405

三、中心电端406

四、单极胸导联406

五、单极加压肢体导联407

主要参考文献408

习题答案409

附录415