《医学物理学》课程实验教学大纲.doc

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1、医用物理学医用物理学大纲大纲一、课程简介一、课程简介要求：掌握流体、液体表面现象、声波、磁场、电场、电流、几何光学、波动光学、X 射线、核医学成像技术的物理原理；理解物理现象的基本过程；了解物理因子与生物体的相互作用规律等。 二二、 内容和要求内容和要求 【要求要求】通过对物理学研究对象的了解，弄清物理学与现代医学的内在联系。【内容内容】物理学的研究对象，物理学与医学的关系。第一章第一章 力学基本定律力学基本定律 【 要求要求】 在中学力学知识的基础上总结提高，对医学上需要的力学基础知识作进一步的讨论，掌握物体弹性的一般规律，为了解生物组织的力学性质打基础。【内容内容】 刚体的转动 角量与线量

2、的关系 转动动能与转动惯量 力矩与转动定律 动量矩守恒定律，物体的弹性，应力与应变，杨氏弹性模量，骨骼与肌肉的力学性质。第二章第二章 流体的运动流体的运动【要求】掌握理想流体和稳定流动的概念、连续性方程、伯努力方程与泊肃叶定律及其应用；理解层流与湍流、雷诺数的概念、粘性流体的伯努力方程的物理意义；了解心脏作功、血液的粘度及其影响因素、人体循环系统中的血流特点。【内容】1理想流体的流动理想流体，稳定流动，液流连续原理。2伯努利方程伯努利方程及应用。3实际流体的流动流体的粘滞性，层流、湍流、雷诺数，泊肃叶方程，流量与流阻、压强差的关系，粘性流体的伯努力方程。4斯托克斯定律斯托克斯定律，沉降速度。5

3、血液在循环系统中的流动心脏作功，血流速度分布，血流过程中的血压分布。重点：1稳定流动的概念，流体连续原理的应用。2伯努利方程的意义及其应用(计算和解释现象)。难点：伯肃叶公式推导。 第三章第三章 振动、波动和声波振动、波动和声波 【要求】深入掌握振动与波动的基本规律。了解声学的基本概念和超声的 特点及医学应用。 【内容】简谐振动 谐振动方程 相位 相位差 旋转矢量法 谐振动能量 振 动的合成 同方向同频率谐振动的合成 垂直方向同频率谐振动的合成 受迫振动 阻尼振动 共振波的产生和传播 简谐波的波动方程 波的强度 波的衰减 惠更 斯原理 波的叠加原理 波的干涉和衍射 声波 声压 声阻 声强 声强

4、级和响度级 超声的产生与接收 超声的性质 超声诊断与治疗 多普勒效应 超声血流计 第四章第四章 分子动理论分子动理论 【要求】掌握液体表面张力的基本规律。掌握液体的表面张力、表面能的概念，弯曲液面的附加压强；理解毛细现象和气体栓塞；了解表面活性和表面吸附。 【内容】表面张力和表面能 表面张力系数及物理意义 表面吸附和表面活 性物质 弯曲液面的附加压强 毛细现象 气体栓塞 重点：表面张力，表面能，附加压强，气体栓塞。难点：弯曲液面的附加压强 第五章第五章 热力学基础热力学基础 【要求】掌握热力学第一、第二的基本内容。 【内容】功 内能和热量 热力学第一定律 人体的能量平衡 理想气体的等 值过程

5、热力学第二定律 熵 热力学和生命系统 第六章第六章 静电场静电场 【要求】掌握描述静电场的两个物理量（场强和电势）的性质及关系。了解外电场与电介质的相互作用。掌握电场强度的概念及计算方法，理解高斯定理的内涵、电势的定义及求解方法、电偶层的电势；了解心电场的形成和心电图的测量原理。 【内容】 电场强度 点电荷的电场 场叠加原理 偶极子的场强 电通量 高斯 定理 电场力的功 电势 等势面 偶极子的电势 场强与电势的关系 电势梯度 静 电场中的电介质 电介质的极化 极化强度 介电常数 电容器 静电场的能量重点：高斯定理及其应用，电偶极子的电势和电偶层难点：心电场的形成和心电图的测量原理 第七章第七章

6、 稳恒电流稳恒电流 【要求】掌握电流产生的原因及其流动规律，了解生物电势的来源。掌握基尔霍夫定律，稳恒电流的性质；了解生物膜电位的形成。 【内容】稳恒电流 电流密度 欧姆定律的微分形式 电源电动势 电解质的导 电性 离子迁移率 含源电路的欧姆定律 基尔霍夫定律 直流电在医学中的应用重点：基尔霍夫第一定律、第二定律及其应用难点：生物膜电位的形成第八章第八章 光学光学 【要求】通过光的干涉和衍射现象，认识光的波动性质。通过光的偏振，认识 光是横波。掌握相干光的概念，偏振光概念，马吕斯定律；了解双缝干涉及明暗纹条件、单缝衍射及明暗纹条件、偏振光的产生和检验。掌握单球面折射系 统、共轴球面折射系统、薄

7、透镜的成像规律、角放大率、显微镜的放大率及显 微镜的分辨本领；理解人眼光学系统成像特点，掌握非正常眼屈光不正的矫正 法；了解厚透镜成像特点和几种特殊显微镜。【内容】1光的干涉 相干光，双缝干涉及明暗纹条件，光程，薄膜干涉。 2光的衍射 单缝衍射，光栅衍射，圆孔衍射，二向色性 旋光性。3偏振光 偏振光，马吕斯定律，起偏器，检偏器。4球面折射 单球面成像公式，共轴球面系统。5薄透镜 薄透镜公式推导，焦度，眼睛的焦度，透镜的组合，透镜的像差。6厚透镜 厚透镜的三对基点，成像作图法。7眼睛 眼的结构和光学系统，眼的分辨本领，眼的屈光不正及矫正。8几种医用光学仪器 放大镜，纤镜，显微镜。 旋光仪重点：相

8、干光、干涉、衍射的概念，衍射光栅公式，马吕斯定律。单球面折射成像公式，薄透镜成像公式，眼的屈光不正及矫正难点：双缝干涉，单缝衍射，显微镜分辨本领推导 第九章第九章 电磁现象电磁现象 【要求】掌握磁场的性质，磁场对电流的作用。了解电磁波产生的原理及电磁波的本质。【内容】磁场 磁感应强度 磁通量 磁场高斯定理 毕奥-沙伐尔定律 洛仑兹力 安培力 霍尔效应 磁矩 磁导率 磁化强度 电磁感应定律 磁场的能量 电磁振荡 高频电磁场对机代表的作用 第十章第十章 量子力学基础量子力学基础 【要求】掌握光的辐射和吸收的规律。认识光的量子性质和微观粒子的波 动性。 【内容】热辐射 黑体的概念 基尔霍夫辐射定律

9、黑体辐射能量分布 斯蒂芬-玻尔兹曼定律 维恩位移定律 普朗克量子假说 光电效应 康普顿散射 光子的质量和动量 光的二象性 微观粒子的波动性 德布罗意波 物质波 第十一章第十一章 X X 射线射线 【要求】掌握 X 射线的产生原理、一般特性和它与物质的相互作用。掌握 X 射线强度和硬度的概念、X 射线谱的分类及其产生机制、X 射线在物质中的衰 减规律及其应用；理解 X 射线的产生条件；了解 X 射线的医学应用。 【内容】 1X 射线的产生 X 射线的发生装置，X 射线的强度和硬度。2X 射线谱 连续 X 射线谱，标识 X 射线谱。3X 射线的基本性质 4X 射线在物质中的衰减规律衰减规律，线吸收

10、系数，质量吸收系数，衰减系数与波长、原子序数的关系。5X 射线的医学应用 X 射线在治疗上的应用，X 射线在医学诊断上的应用，X-CT。重点： 1X 射线的产生机制 2X 射线的强度和硬度 3X 射线在物质中的衰减规律难点：标识 X 射线谱 第十二章第十二章 原子核与放射性原子核与放射性 【要求】掌握原子核结构和放射性衰变的一般规律以及射线被物质吸收的机 制。掌握放射性核素衰变类型，核衰变规律，放射性活度、半衰期、平均寿命； 理解原子核的基本性质；了解放射性核素在医学上的应用及放射线防护的一般 知识。了解射线的探测与射线的剂量。 【内容】原子核的结构 同位素菜 原子核的结合能 原子核的放射性衰

11、变 衰变 衰变和电子俘获 衰变和内转换核衰变规律 衰变常数 半衰期 平 均寿命 放射性活度 放射平衡射线与实物的相互作用 吸收规律与射程 射线的 探测 射线剂量的测定 放射线的防护 放射性同位素在医学上的应用重点： 核衰变规律，放射性活度。难点： 质量亏损和结合能第十三章第十三章 激光及其医学应用激光及其医学应用【要求】掌握激光产生的基本原理、激光的特性；了解激光的医学应用。【内容】光辐射及其形式 激光产生的基本原理；激光的特性；激光的医学应用重点：激光产生的基本原理，激光的特性。难点：光辐射及其形式。三三、实验内容和要求实验内容和要求【要求要求】实验课是本门课程的重要组成部分，但不是理论课的附属品，它应该有相对的独立性。通过实验，学生应达到如下要求：1熟悉常用仪器的一般原理、构造以及使用方法；2掌握物理学的实验方法，正确处理实验结果，能正确按数据画出曲线，并进行结果分析；3掌握实验误差的基本概念，分析误差发生原因。能够按照有效数字的运算规则进行数据的记录和运算；4逐渐提高学生实验的独立操作能力，培养他们严谨的工作作风的科学作风。【实验内容实验内容】1基本测量2用奥氏黏度计测量乙醇的黏度3心电图机的使用4B 型超声波诊断仪的使用5用衍射光栅和分光计测量光波波长定6CT 计算机模拟实验-图像重建和图像后处理技术7CT 计算机模拟实验-窗口技术8非正常眼的模拟与矫正