本书是根据教育部髙等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》，结合医学院校的学生特点，融汇多年教学经验并釆纳先进教学理念编写而成的。内容涵盖质点动力学、流体的运动、振动和波动、分子动理论、热力学、静电场、直流电、电磁现象、几何光学、波动光学、量子力学、X射线、原子核和放射性以及磁共振等内容。本书科学、系统地讲述物理学的基本理论、分析方法及医学应用，特别注重物理学在医学中的应用，通过大量应用实例，教授可使学生受益终身的、用途广泛的解决问题的方法，培养学生分析问题、建立模型、完成求解、用物理方法研究医学问题的能力。
样章试读
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序
前言
绪论 1
第1章 刚体的运动 2
1.1 刚体及其运动 3
1.1.1 刚体的概念 3
1.1.2 刚体的平动与转动 3
1.2 刚体的定轴转动 4
1.2.1 描述刚体定轴转动的物理量 4
1.2.2 刚体的定轴转动定律 6
1.2.3 刚体定轴转动的动能定理 10
1.3 刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律 11
1.3.1 刚体对定轴的角动量 11
1.3.2 刚体定轴转动的角动量定理 11
1.3.3 刚体定轴转动的角动量守恒定律 12
1.4 刚体的旋进 13
习题一 14
第2章 流体 18
2.1 流体的运动 19
2.1.1 理想流体与实际流体 19
2.1.2 稳定流动和非稳定流动 19
2.1.3 流线和流管 20
2.1.4 连续性方程 21
2.1.5 流体对管壁的反作用 22
2.2 理想流体的伯努利方程 23
2.2.1 理想流体伯努利方程的推导 23
2.2.2 理想流体伯努利方程的应用 25
2.3 黏性流体的运动状态 30
2.3.1 黏性流体的三种运动状态 30
2.3.2 牛顿黏滞定律 30
2.3.3 雷诺数 32
2.4 黏性流体的运动规律 32
2.4.1 黏性流体的伯努利方程 32
2.4.2 泊肃叶定律 33
2.4.3 斯托克斯定律 35
2.5 血液的流动 36
2.5.1 红细胞的轴向集中 36
2.5.2 血流速度和血压的分布 36
2.5.3 血液黏度 37
习题二 38
第3章 振动和波动 41
3.1 简谐振动 42
3.1.1 简谐振动方程 42
3.1.2 简谐振动的特征量 44
3.1.3 旋转矢量图法 45
3.1.4 简谐振动的能量 46
3.1.5 两个同方向、同频率简谐振动的合成 47
3.2 机械波 48
3.2.1 机械波的相关概念 48
3.2.2 简谐波的波动方程 49
3.2.3 波的能量和强度 51
3.2.4 惠更斯原理 52
3.2.5 波的干涉 53
3.3 声波、超声波及多普勒效应 55
3.3.1 声波 55
3.3.2 超声波 55
3.3.3 多普勒效应 56
3.4 超声波在医学上的应用 58
3.4.1 物理基础与超声成像 58
3.4.2 多普勒信号的多种显示方式 64
3.4.3 超声在治疗方面的应用 65
习题三 67
第4章 分子动理论 70
4.1 平衡态及状态参量 71
4.2 温度和温标 71
4.2.1 摄氏温标 72
4.2.2 华氏温标 72
4.2.3 热力学温标 72
4.3 分子之间的相互作用力 73
4.4 理想气体分子动理论 74
4.4.1 理想气体状态方程 74
4.4.2 理想气体的微观模型和统计模型 75
4.4.3 理想气体的压强公式和能量公式 76
4.4.4 理想气体定律 79
4.5 气体分子速率分布律和能量分布律 80
4.5.1 麦克斯韦速率分布律 80
4.5.2 气体分子的三种速率 81
4.5.3 平均自由程和平均碰撞频率 82
4.5.4 玻尔兹曼能量分布律 83
4.6 非平衡态输运过程 85
4.6.1 热传导 85
4.6.2 扩散 85
4.6.3 透膜输运 86
4.7 液体的表面现象 87
4.7.1 液体的表面张力和表面能 87
4.7.2 弯曲液面下的附加压强 89
4.7.3 润湿、不润湿与毛细现象 91
4.7.4 气体栓塞 93
4.7.5 肺表面活性物质 94
习题四 96
第5章 热力学基础 99
5.1 热力学第一定律 100
5.1.1 准静态过程 100
5.1.2 功热量内能 101
5.1.3 热力学第一定律 102
5.2 热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用 103
5.2.1 等体过程 103
5.2.2 等压过程 104
5.2.3 等温过程 105
5.2.4 绝热过程 105
5.3 热力学循环卡诺循环 107
5.3.1 热力学循环及其效率 107
5.3.2 卡诺循环及其效率 109
5.4 热力学第二定律 110
5.4.1 可逆与不可逆过程 110
5.4.2 热力学第二定律的两种典型表述 111
5.4.3 卡诺定理 112
5.4.4 克劳修斯等式熵 112
5.4.5 克劳修斯不等式熵增原理 114
5.4.6 热力学第二定律的统计意义 116
5.4.7 生命系统的熵 118
习题五 119
第6章 静电场 122
6.1 静电场的描述 123
6.1.1 电荷库仑定律 123
6.1.2 电场强度 124
6.2 静电场的高斯定理 127
6.2.1 电场线电通量 127
6.2.2 高斯定理及其应用 129
6.3 静电场力做功电势 133
6.3.1 静电场力做功 133
6.3.2 电势能电势电势差 134
6.3.3 电势的计算 135
6.4 电偶极子电偶层 137
6.4.1 电偶极子 137
6.4.2 电偶层 138
6.5 静电场中的电介质 139
6.5.1 电介质的极化电极化强度 140
6.5.2 电介质中的高斯定理 141
6.6 生物电现象 143
6.6.1 生物电的发现及产生原因 143
6.6.2 能斯特方程 143
6.6.3 静息电位 145
6.6.4 动作电位 146
6.6.5 神经传导 147
6.6.6 心电图和脑电图 147
习题六 150
第7章 直流电 154
7.1 电流密度欧姆定律 155
7.1.1 电流 155
7.1.2 电流密度 155
7.1.3 金属与电解质溶液的导电性 156
7.1.4 电泳 157
7.1.5 电渗 159
7.1.6 欧姆定律的微分形式 160
7.2 基尔霍夫定律及其应用 162
7.2.1 电路的相关概念 162
7.2.2 基尔霍夫第一定律 163
7.2.3 基尔霍夫第二定律 163
7.2.4 一段含源电路的欧姆定律 164
7.3 电容器的充电放电过程 165
7.3.1 电容器的充电过程 165
7.3.2 电容器的放电过程 167
7.4 医用传感器 168
7.4.1 传感器概述 168
7.4.2 传感器应用实例 171
习题七 174
第8章 电磁现象 178
8.1 恒定磁场磁场的生物效应 179
8.1.1 磁场磁感应强度 179
8.1.2 磁场中的高斯定理 181
8.1.3 电流的磁效应 182
8.1.4 安培环路定理及其应用 186
8.1.5 磁场对运动电荷和电流的作用 188
8.1.6 磁介质 192
8.1.7 磁场的生物效应 195
8.2 电磁感应电磁场理论 196
8.2.1 法拉第电磁感应定律 197
8.2.2 愣次定律 198
8.2.3 动生电动势和感生电动势 198
8.2.4 自感与互感 201
8.2.5 位移电流麦克斯韦方程组 204
8.2.6 电磁场对生物体的作用 206
习题八 208
第9章 几何光学 212
9.1 几何光学的基本定律 213
9.1.1 光的直线传播定律 213
9.1.2 光的独立传播定律 213
9.1.3 光的反射定律和折射定律 214
9.2 球面折射 215
9.2.1 单球面折射物像公式 215
9.2.2 符号规则 216
9.2.3 单球面折射的高斯公式 217
9.2.4 共轴球面系统 218
9.3 透镜 219
9.3.1 薄透镜 219
9.3.2 薄透镜组合 221
9.3.3 厚透镜 222
9.3.4 柱面透镜 223
9.3.5 透镜的像差 224
9.4 眼睛 224
9.4.1 眼睛的光学结构 225
9.4.2 人眼的调节 226
9.4.3 眼睛的分辨本领：视力 226
9.4.4 眼睛的屈光不正及矫正 227
9.5 目视光学仪器 230
9.5.1 放大镜 230
9.5.2 显微镜 231
9.5.3 显微镜的分辨本领 232
习题九 234
第10章 波动光学 236
10.1 光的干涉 237
10.1.1 相干光 237
10.1.2 光程和光程差 238
10.1.3 杨氏双缝实验 239
10.1.4 劳埃德镜实验 243
10.1.5 薄膜干涉 243
10.2 光的衍射 245
10.2.1 单缝衍射 246
10.2.2 圆孔衍射 250
10.2.3 光栅衍射 252
10.3 光的偏振 254
10.3.1 自然光和偏振光 254
10.3.2 马吕斯定律 255
10.3.3 布儒斯特定律 257
10.3.4 物质的旋光 258
习题十 260
第11章 量子力学基础 263
11.1 黑体福射 264
11.1.1 热辐射 264
11.1.2 黑体福射实验 265
11.1.3 用经典理论解释黑体辐射实验规律 267
11.1.4 普朗克能量量子化假设 268
11.2 光的波粒二象性 268
11.2.1 光电效应 268
11.2.2 康普顿效应 272
11.3 氢原子光谱和玻尔理论 275
11.3.1 氢原子光谱 275
11.3.2 经典理论解释氢原子光谱规律 276
11.3.3 玻尔理论 277
11.4 物质波的波动性 279
11.4.1 德布罗意物质波 279
11.4.2 戴维孙-革末实验、德布罗意的物质波验证 280
11.4.3 德布罗意波的统计解释 281
11.4.4 德布罗意物质波的应用 281
11.4.5 不确定关系 282
11.5 激光及其医学应用 284
11.5.1 激光及激光器 284
11.5.2 激光的医学应用 288
习题十一 291
第12章 X射线 294
12.1 X射线的产生 295
12.1.1 X射线的产生装置 295
12.1.2 X射线的硬度和强度 297
12.2 X射线谱 297
12.2.1 连续X射线谱 298
12.2.2 标识X射线谱 299
12.3 X射线的性质 301
12.3.1 X射线的基本性质 301
12.3.2 X射线的衍射 302
12.4 物质对X射线的衰减规律 304
12.4.1 单色X射线的衰减规律 304
12.4.2 质量衰减系数与原子序数、波长的关系 306
12.4.3 X射线的硬化和滤过 307
12.5 X射线在临床的应用 307
12.5.1 X射线成像基础 307
12.5.2 模拟X射线摄影 308
12.5.3 数字X射线成像 309
12.5.4 X射线计算机断（体）层摄影 312
12.5.5 其他X射线应用技术 314
习题十二 319
第13章 原子核和放射性 321
13.1 原子核的结构和性质 322
13.1.1 原子核的组成 322
13.1.2 质量亏损和原子核的结合能 323
13.2 放射性核素的产生装置 324
13.2.1 医用回旋加速器 324
13.2.2 核反应堆 325
13.2.3 核素发生器 326
13.3 原子核的放射衰变类型 326
13.3.1 a衰变 326
13.3.2 β衰变 327
13.3.3 r衰变和内转换 329
13.4 放射性物质的衰变规律 329
13.4.1 衰变定律 329
13.4.2 半衰期和平均寿命 330
13.4.3 生物体内衰变规律 330
13.4.4 放射性活度 331
13.4.5 放射性平衡 331
13.5 放射性药物 332
13.6 放射性核素的剂量和防护 333
13.6.1 辐射剂量 333
13.6.2 辐射防护 334
13.7 核医学成像原理和应用 334
13.7.1 放射性核素显像原理 334
13.7.2 SPECT和PET显像的临床诊断应用 337
13.7.3 β射线在核医学治疗中的应用 340
习题十三 341
第14章 磁共振成像及设备 344
14.1 磁共振成像的物理学基础 346
14.1.1 原子的自旋与磁性核 346
14.1.2 宏观磁化矢量和质子的进动 347
14.1.3 磁共振现象 348
14.1.4 弛豫和弛豫时间 349
14.1.5 磁共振信号的获取和处理 351
14.1.6 磁共振信号的空间定位和梯度磁场 352
14.2 磁共振成像系统的硬件构成 354
14.2.1 主磁体系统 354
14.2.2 梯度系统 358
14.2.3 射频系统 359
14.2.4 计算机系统及其他辅助设施 361
14.3 磁共振成像技术临床应用简介 363
14.3.1 成像特点及禁忌证 363
14.3.2 人体磁共振成像技术 363
14.3.3 磁共振成像系统的生物学效应及安全性 365
习题十四 368
参考文献 370
附录常用物理常量 372
京公网安备 11010102004214号