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绪论1

第一章 力学基本定律3

第一节 质点的运动3

一、位移 运动方程3

二、速度 加速度3

第二节 牛顿运动规律4

一、牛顿运动定律4

二、力学单位的国际单位制和量纲5

三、惯性系和非惯性系5

第三节 功和能 能量守恒定律7

一、功7

二、动能 势能7

三、功能原理 时间平移对称性与能量守恒定律8

第四节 动量 动量守恒定律9

一、冲量与动量9

二、空间平移对称性与动量守恒定律10

三、碰撞11

第五节 刚体的转动12

一、刚体的定轴转动12

二、转动定律13

三、角动量 空间旋转对称性与角动量守恒定律14

四、旋进15

第六节 超重和失重15

一、超重16

二、失重16

思考题与习题一17

第二章 物体的弹性19

第一节 线应变与正应力19

一、线应变19

二、正应力19

三、正应力与线应变的关系20

四、弯曲22

第二节 切应变与切应力23

一、切应变23

二、切应力23

三、切应力与切应变的关系24

四、扭转24

第三节 体应变与体应力25

一、体应变25

二、体应力25

三、体应变与体应力的关系25

第四节 生物材料的黏弹性26

一、生物材料的结构特点26

二、生物材料的黏弹性26

思考题与习题二27

第三章 流体的运动29

第一节 理想流体的稳定流动29

一、理想流体29

二、稳定流动29

三、连续性方程30

第二节 伯努利方程30

一、伯努利方程30

二、伯努利方程的应用32

第三节 黏性流体的流动34

一、层流和湍流34

二、牛顿黏滞定律35

三、雷诺数36

第四节 黏性流体的运动规律36

一、黏性流体的伯努利方程36

二、泊肃叶定律37

三、斯托克司定律38

第五节 血液在循环系统中的流动39

一、血液的组成及特性39

二、心脏做功40

三、血流速度分布41

四、血流过程中的血压分布41

思考题与习题三42

第四章 振动44

第一节 简谐振动44

一、简谐振动方程44

二、简谐振动的特征量45

三、简谐振动的矢量图示法45

四、简谐振动的能量46

第二节 阻尼振动、受迫振动和共振47

一、阻尼振动47

二、受迫振动48

三、共振49

第三节 简谐振动的合成49

一、两个同方向、同频率简谐振动的合成49

二、同方向、不同频率的简谐振动的合成50

三、谐振分析51

四、两个同频率、互相垂直的简谐振动的合成52

思考题与习题四53

第五章 波动55

第一节 机械波55

一、机械波的产生55

二、波面和波线55

三、波速 波长 波的周期和频率55

第二节 简谐波56

一、波函数56

二、波动方程57

第三节 波的能量57

一、波的能量和强度57

二、波的衰减58

第四节 波的衍射和波的干涉59

一、惠更斯原理59

二、波的叠加原理59

三、波的干涉60

四、调幅波61

五、驻波61

第五节 声波64

一、声压和声强64

二、听觉域65

三、声强级和响度级66

第六节 多普勒效应66

一、多普勒效应66

二、冲击波67

第七节 超声波和次声波68

一、超声波的特性68

二、超声波的产生与探测69

三、超声波在医学中的应用69

四、次声波72

思考题与习题五72

第六章 相对论基础74

第一节 伽利略变换74

一、经典力学的绝对时空观和相对性原理74

二、伽利略变换74

第二节 洛伦兹变换75

一、迈克耳孙-莫雷实验75

二、狭义相对论的基本假设76

三、洛伦兹变换76

第三节 狭义相对论的时空观77

一、时间的延缓77

二、长度的收缩78

三、同时性的相对性79

四、因果率（causality）和信号速度79

五、光多普勒效应80

第四节 相对论动力学80

一、动量和质量80

二、力和动能81

三、质能关系82

四、能量和动量的关系82

第五节 广义相对论简介83

一、等效原理83

二、广义相对性原理84

三、引力场的时空特性84

四、引力坍缩与黑洞86

五、引力波86

思考题与习题六86

第七章 分子动理论88

第一节 物质的微观结构88

第二节 理想气体分子动理论89

一、理想气体状态方程89

二、理想气体微观模型89

三、理想气体的压强公式90

四、理想气体的能量公式91

五、理想气体定律的推导92

第三节 气体分子速率分布律和能量分布律93

一、麦克斯韦速率分布定律93

二、平均自由程和平均碰撞频率95

三、玻耳兹曼能量分布定律96

第四节 输运过程96

一、热传导97

二、扩散98

三、透膜输运98

第五节 液体的表面现象99

一、表面张力和表面能100

二、弯曲液面的附加压强101

三、毛细现象和气体栓塞103

四、表面活性物质与表面吸附104

思考题与习题七105

第八章 热力学基础107

第一节 热力学的一些基本概念107

一、热力学系统107

二、准静态过程107

第二节 热力学第一定律108

一、功 热量 内能108

二、热力学第一定律108

第三节 典型等值过程中的能量交换109

一、等体过程109

二、等压过程110

三、等温过程111

四、绝热过程111

五、人体的能量交换112

第四节 循环过程 卡诺循环113

一、循环过程和热机效率113

二、卡诺循环及其效率114

第五节 热力学第二定律116

一、热力学第二定律116

二、可逆过程和不可逆过程116

三、热力学第二定律的统计意义117

四、卡诺定理118

第六节 熵118

一、克劳修斯等式118

二、熵的概念119

三、熵增加原理与能量退降120

四、信息熵与遗传122

思考题与习题八124

第九章 静电场125

第一节 电场强度125

一、电场强度的概念125

二、电场强度的计算126

第二节 高斯定理127

一、电场线和电通量127

二、高斯定理128

三、高斯定理的应用举例129

第三节 电势130

一、静电场的环路定理130

二、电势131

三、电势叠加原理132

四、电场强度与电势的关系132

第四节 电偶极子 电偶层133

一、电偶极子的电场133

二、电偶层134

第五节 静电场中的电介质135

一、电介质的极化135

二、电介质中的静电场137

三、电位移 有电介质时的高斯定理138

四、电容器及其电容139

五、静电场的能量139

第六节 心电知识141

一、心电场141

二、心电图142

三、心电图导联142

思考题与习题九144

第十章 直流电147

第一节 电流密度147

一、电流强度和电流密度147

二、金属与电解质的导电性148

三、欧姆定律的微分形式149

第二节 基尔霍夫定律150

一、基尔霍夫第一定律150

二、基尔霍夫第二定律150

第三节 电容器的充电和放电152

一、RC电路的充电过程152

二、RC电路的放电过程153

第四节 生物膜电位154

一、能斯特方程154

二、静息电位155

三、动作电位156

第五节 电泳156

一、电泳原理157

二、滤纸电泳157

三、毛细管电泳158

思考题与习题十159

第十一章 稳恒磁场161

第一节 磁场 磁感应强度161

一、磁感应强度161

二、磁通量 磁场中的高斯定理161

第二节 电流的磁场162

一、毕奥-萨伐尔定律162

二、毕奥-萨伐尔定律的应用163

第三节 安培环路定律165

第四节 磁场对电流的作用166

一、磁场对运动电荷的作用166

二、磁场对载流导线的作用167

三、载流线圈所受磁力矩167

四、霍尔效应168

五、质谱仪和回旋加速器170

六、电磁泵和电磁流量计171

七、磁流体发电172

第五节 磁介质172

一、介质中的磁场172

二、磁介质的分类173

三、超导体及其磁学特性174

第六节 磁场的生物效应176

一、生物磁现象和生物磁场的测定176

二、心磁图 脑磁图 肺磁图177

三、磁场的生物效应179

思考题与习题十一179

第十二章 电磁感应与电磁波181

第一节 法拉第电磁感应定律181

一、法拉第电磁感应定律181

二、动生电动势182

三、感生电动势 有旋电场183

第二节 自感和互感184

一、互感现象184

二、自感现象185

第三节 磁场的能量186

一、RL电路的暂态过程186

二、磁场的能量188

第四节 麦克斯韦方程组189

一、位移电流189

二、麦克斯韦方程组190

第五节 电磁振荡和电磁波191

一、电磁振荡191

二、电磁波及电磁波谱192

三、电磁场对生物体的作用193

第六节 生物电阻抗194

思考题与习题十二195

第十三章 波动光学198

第一节 光的干涉198

一、光的相干性198

二、光程 光程差199

三、杨氏双缝实验200

四、劳埃德镜实验201

五、薄膜干涉202

六、等厚干涉203

第二节 光的衍射205

一、单缝衍射205

二、圆孔衍射207

三、光栅衍射207

第三节 光的偏振208

一、自然光和偏振光208

二、马吕斯定律209

三、布儒斯特定律210

四、光的双折射211

五、二向色性和偏振片212

第四节 偏振光的应用213

一、光弹效应213

二、克尔效应214

三、物质的旋光性215

第五节 液晶的光学特性215

一、液晶的分类和结构216

二、液晶的双折射现象216

三、胆甾相液晶的选择反射217

四、液晶的电光效应217

五、液晶的光生伏特效应218

思考题与习题十三218

第十四章 几何光学220

第一节 球面折射220

一、单球面折射220

二、共轴球面系统222

第二节 透镜222

一、薄透镜成像公式223

二、薄透镜组合224

三、厚透镜225

四、柱面透镜226

五、透镜的像差227

第三节 眼睛228

一、眼的光学结构228

二、眼的调节229

三、眼的分辨本领及视力229

四、眼的屈光不正及其矫正230

第四节 几种医用光学仪器231

一、放大镜231

二、光学显微镜232

三、纤镜234

四、特殊显微镜235

思考题和习题十四239

第十五章 量子力学基础241

第一节 黑体辐射241

一、黑体辐射241

二、普朗克能量量子化假设243

第二节 光电效应244

一、光电效应244

二、爱因斯坦光子假设246

第三节 康普顿效应247

一、康普顿效应247

二、光子理论对康普顿效应的解释248

第四节 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论249

一、氢原子光谱249

二、玻尔的氢原子理论250

第五节 物质的波动性质252

一、德布罗意物质波假设252

二、电子衍射253

三、不确定关系253

第六节 波函数 薛定谔方程255

一、波函数及其统计解释255

二、薛定谔方程256

三、一维无限深势阱257

四、势垒 隧道效应259

第七节 量子力学的原子结构概念261

一、四个量子数261

二、多电子原子262

第八节 原子光谱与分子光谱264

一、原子光谱264

二、分子光谱264

思考题与习题十五267

第十六章 X射线269

第一节X射线的产生269

一、X射线的产生装置269

二、X射线的强度和硬度270

第二节X射线谱271

一、连续X射线谱271

二、标识X射线谱272

第三节X射线的基本性质273

一、X射线的基本性质273

二、X射线的衍射274

第四节 物质对X射线的衰减规律275

一、单色X射线的衰减规律275

二、衰减系数与波长、原子序数的关系276

第五节X射线的医学应用276

一、治疗277

二、诊断277

三、X-CT278

思考题与习题十六283

第十七章 原子核和放射性285

第一节 原子核的基本性质285

一、原子核的组成、质量和大小285

二、原子核的自旋和磁矩286

三、原子核的结合能及质量亏损287

四、原子核的宇称288

第二节 原子核的衰变类型288

一、α衰变288

二、β衰变289

三、γ衰变和内转换290

第三节 原子核的衰变规律291

一、衰变规律291

二、半衰期291

三、放射性活度292

四、放射性平衡293

第四节 射线与物质的相互作用294

一、带电粒子与物质的相互作用294

二、光子与物质的相互作用295

三、中子与物质的相互作用296

第五节 辐射剂量与防护及测量原理296

一、辐射剂量及其单位297

二、辐射防护297

三、射线的测量原理298

第六节 放射性核素在医学上的应用299

一、示踪的原理299

二、放射诊断299

三、肿瘤放射治疗302

思考题与习题十七304

第十八章 激光及其医学应用306

第一节 激光的基本原理306

一、粒子的能级与辐射跃迁306

二、粒子数反转分布307

三、光学谐振腔307

四、激光器的基本结构309

第二节 激光的特性310

一、方向性好310

二、亮度高、强度大310

三、单色性好311

四、相干性好311

五、偏振性好311

第三节 激光的医学应用312

一、激光的生物作用312

二、激光在基础医学研究中的应用314

三、激光的临床应用316

四、医用激光器317

五、激光的危害与防护317

思考题与习题十八317

第十九章 核磁共振319

第一节 核磁共振的基本概念319

一、原子核的磁矩320

二、核磁共振条件和拉莫尔方程321

三、弛豫过程和弛豫时间323

第二节 核磁共振谱325

一、谱线宽度325

二、化学位移326

三、自旋-自旋劈裂327

四、磁共振波谱仪328

第三节 磁共振成像原理329

一、磁共振成像的基本方法329

二、人体的磁共振成像331

三、如何产生氢核密度ρ和T1、T2加权图像332

四、磁共振成像临床诊断的物理学依据334

五、磁共振成像系统337

第四节 磁共振技术在医学中的应用337

一、分子水平338

二、细胞水平338

三、组织水平339

四、整体水平339

思考题与习题十九340

第二十章 生物非线性动力学简介341

第一节 运动及其相空间描述341

一、相空间341

二、吸引子344

第二节 混沌运动344

一、混沌运动行为345

二、奇怪吸引子347

第三节 分形与分维347

一、自相似性348

二、分数维349

第四节 生物系统非线性现象350

一、心脏搏动的电振荡特性350

二、可兴奋细胞的振荡和混沌350

三、生物混沌控制352

思考题与习题二十353

参考文献354

中英文对照356

附录：常用物理常数378