物理学

第一章力学基础知识1
第一节刚体力学 / 1

一、 刚体的定轴转动 / 1

二、 转动动能转动惯量 / 3

三、 转动定律 / 6

四、 角动量定理角动量守恒定律 / 7

五、 陀螺的进动 / 8

第二节物体的弹性 / 9

一、 应变和应力 / 9

二、 弹性模量 / 11

三、 形变势能 / 13

第三节骨骼和肌肉的力学性质 / 14

一、 骨骼的力学性质 / 14

二、 肌肉的力学性质 / 16

拓展阅读骨骼的生物力学性质 / 19

思考题 / 20

习题 / 20
第二章流体的运动21
第一节理想流体的稳定流动 / 21

一、 流体的特性 / 21

二、 理想流体的稳定流动 / 22

三、 连续性方程 / 22

第二节伯努利方程及其应用 / 23

一、 伯努利方程 / 23

二、 伯努利方程的应用 / 25

第三节黏性流体的运动 / 27

一、 牛顿黏滞定律 / 27

二、 层流湍流雷诺数 / 28

三、 黏性流体的运动规律 / 29

第四节血液的流动 / 31

一、 血液循环的特性 / 31

二、 人体血循环系统中的血流速度 / 32

三、 血流过程中的血压分布 / 32

四、 心脏的功和功率 / 33

拓展阅读心脏血流动力与心音 / 33

思考题 / 34

习题 / 34
第三章分子物理学基础36
第一节理想气体的压强和温度 / 36

一、 理想气体的微观模型 / 36

二、 理想气体的压强公式 / 37

三、 理想气体的温度 / 39

第二节能量按自由度均分原理 / 40

一、 自由度数 / 41

二、 能量按自由度均分原理 / 41

三、 理想气体的内能 / 43

第三节液体的表面现象 / 44

一、 表面张力表面能 / 44

二、 弯曲液面的附加压强气体栓塞现象 / 47

三、 表面活性物质和表面吸附 / 50

第四节液体的附着层现象 / 51

一、 浸润现象 / 51

二、 毛细现象 / 52

拓展阅读肺泡中的压强 / 54

思考题 / 55

习题 / 55
第四章热力学基础57
第一节热力学的一些基本概念 / 57

一、 热力学系统 / 57

二、 平衡态 / 57

三、 准静态平衡过程 / 58

第二节热力学第一定律 / 58

一、 内能热量功 / 58

二、 热力学第一定律 / 59

第三节热力学第一定律的应用 / 60

一、 等容过程 / 60

二、 等压过程 / 61

三、 等温过程 / 61

四、 绝热过程 / 62

第四节卡诺循环热机效率 / 63

一、 循环过程 / 63

二、 热机效率 / 64

三、 卡诺循环卡诺热机效率 / 65

第五节热力学第二定律 / 66

一、 热力学第二定律 / 66

二、 可逆和不可逆过程 / 67

三、 卡诺定理 / 67

第六节熵熵增加原理 / 68

一、 熵的概念 / 68

二、 熵增加原理 / 69

三、 熵变的计算 / 70

拓展阅读熵、混沌与信息 / 71

思考题 / 72

习题 / 73
第五章静电场75
第一节库仑定律电场强度 / 75

一、 库仑定律 / 75

二、 电场电场强度 / 76

第二节静电场中的高斯定理 / 80

一、 电场线电通量 / 80

二、 高斯定理及其应用 / 81

第三节电势与电势差 / 85

一、 电场力所做的功 / 85

二、 电势与电势差 / 86

三、 电场强度与电势的关系 / 89

第四节静电场中的电介质 / 90

一、 电介质 / 91

二、 电介质的极化电极化强度 / 91

三、 电介质中的电场 / 93

第五节生物电现象 / 93

一、 能斯特方程 / 93

二、 静息电位动作电位 / 95

第六节心电的物理基础 / 95

一、 心肌细胞的电偶极矩 / 95

二、 心电向量心电向量环 / 96

三、 心电图波的形成 / 96

拓展阅读静电在医药学中的应用 / 97

思考题 / 98

习题 / 99
第六章恒定电流与电路100
第一节电流密度 / 100

一、 电流强度 / 100

二、 电流密度 / 101

三、 电流的恒定条件 / 101

第二节一段含源电路的欧姆定律 / 102

一、 电源电动势 / 102

二、 一段含源电路的欧姆定律 / 103

第三节基尔霍夫定律 / 104

一、 基尔霍夫第一定律 / 104

二、 基尔霍夫第二定律 / 105

第四节惠斯通电桥 / 106

第五节电泳电疗 / 108

一、 电泳 / 108

二、 电疗 / 109

拓展阅读直流电中草药离子导入疗法 / 109

思考题 / 111

习题 / 111
第七章电磁现象112
第一节磁场磁感应强度 / 112

一、 磁场 / 112

二、 磁感应强度 / 112

三、 毕奥萨伐尔定律 / 113

四、 磁感应线磁通量磁场的高斯定理 / 114

五、 安培环路定理 / 115

第二节磁场对运动电荷的作用 / 116

一、 洛伦兹力 / 116

二、 质谱仪 / 116

三、 霍尔效应 / 117

第三节磁场对载流导体的作用 / 118

一、 安培力 / 118

二、 磁场对载流线圈的作用 / 119

第四节电磁感应 / 120

一、 电磁感应定律 / 120

二、 电磁感应的本质 / 121

第五节生物磁效应 / 125

一、 生物磁现象 / 125

二、 磁场生物效应的医学应用 / 125

拓展阅读磁性药物制剂的临床应用 / 126

思考题 / 127

习题 / 128
第八章机械振动和机械波131
第一节简谐振动 / 131

一、 简谐振动和谐振动方程 / 132

二、 简谐振动的特征量及矢量表示法 / 133

三、 简谐振动的能量 / 134

四、 简谐振动的合成 / 135

第二节波动学基础 / 137

一、 机械波 / 137

二、 平面简谐波波动方程 / 139

三、 波的能量 / 141

四、 波的吸收 / 143

第三节波的干涉 / 144

一、 惠更斯原理 / 144

二、 波的干涉 / 145

第四节声波超声波 / 148

一、 声波 / 148

二、 声压、声强与声强级 / 148

三、 多普勒效应 / 152

四、 超声波 / 156

拓展阅读超声技术在医药学上的应用 / 158

思考题 / 160

习题 / 161
第九章波动光学163
第一节光的干涉 / 163

一、 光的相干性 / 163

二、 光程光程差 / 164

三、 杨氏双缝干涉——分波阵面干涉 / 165

四、 薄膜干涉——分振幅干涉 / 167

第二节光的衍射 / 169

一、 光的衍射现象 / 169

二、 惠更斯菲涅耳原理 / 169

三、 单缝衍射 / 169

四、 圆孔衍射 / 171

五、 光栅衍射 / 172

第三节光的偏振 / 173

一、 自然光偏振光 / 173

二、 起偏器检偏器 / 174

三、 马吕斯定律 / 175

四、 光的双折射现象 / 175

五、 物质的旋光性 / 176

第四节光的吸收 / 177

一、 光的吸收 / 177

二、 吸收定律朗伯比尔定律 / 177

拓展阅读全息技术 / 178

思考题 / 180

习题 / 180
第十章几何光学182
第一节球面折射透镜 / 182

一、 单球面折射 / 182

二、 共轴球面系统 / 184

三、 薄透镜 / 184

四、 柱面透镜 / 186

五、 透镜的像差 / 186

第二节眼睛的屈光系统 / 186

一、 眼球的构造 / 186

二、 眼的光学系统 / 187

三、 眼的分辨本领和视力 / 188

四、 眼的调节 / 189

第三节放大镜光学显微镜 / 190

一、 放大镜 / 190

二、 光学显微镜 / 191

三、 显微镜的分辨限度 / 191

第四节内镜 / 193

一、 光导纤维 / 193

二、 医用内镜 / 193

拓展阅读电子显微镜 / 194

思考题 / 196

习题 / 197
第十一章量子力学基础198
第一节量子力学产生的实验基础 / 198

一、 黑体辐射问题普朗克公式 / 198

二、 光电效应 / 199

三、 原子的线状光谱及其规律 / 200

四、 原子的稳定性 / 200

第二节普朗克爱因斯坦的光量子论 / 201

第三节玻尔的量子论 / 202

一、 玻尔的量子论 / 202

二、 氢原子及类氢原子的能量 / 203

三、 四个量子数 / 205

第四节微观粒子的波粒二象性 / 206

第五节测不准关系 / 208

第六节薛定谔方程 / 210

一、 波函数 / 210

二、 薛定谔方程 / 211

第七节原子光谱与分子光谱 / 214

一、 光谱的基本知识 / 214

二、 原子光谱 / 215

三、 分子光谱 / 215

第八节激光 / 219

一、 激光产生的原理 / 219

二、 激光的特点 / 220

三、 激光在医药学上的应用 / 220

拓展阅读薛定谔 / 221

思考题 / 221

习题 / 222
第十二章X射线223
第一节X射线的产生及其基本性质 / 223

一、 X射线的产生 / 223

二、 基本性质 / 224

第二节X射线的硬度和强度 / 224

第三节X射线的衍射 / 225

一、 X射线的波动性 / 225

二、 布拉格方程 / 226

三、 X射线摄谱仪 / 226

第四节X射线谱 / 226

一、 连续X射线谱 / 227

二、 标识X射线谱 / 227

第五节X射线与物质的相互作用 / 228

第六节X射线在医药学上的应用 / 229

一、 治疗方面的应用 / 229

二、 药物分析方面的应用 / 229

三、 诊断方面的应用 / 229

拓展阅读螺旋CT / 232

思考题 / 233

习题 / 233
第十三章原子核物理学基础235
第一节原子核的组成 / 235

第二节原子核的放射性 / 236

一、 核衰变类型 / 236

二、 核衰变定律 / 238

第三节辐射剂量与辐射防护 / 240

一、 辐射剂量 / 240

二、 辐射防护 / 241

第四节放射性核素在医学上的应用 / 242

一、 诊断方面 / 242

二、 治疗方面 / 242

三、 核医学显像 / 243

第五节核磁共振 / 244

一、 核磁共振的基本原理 / 244

二、 核磁共振在医药学上的应用 / 247

拓展阅读放射性药物 / 248

思考题 / 249

习题 / 249
第十四章相对论简介251
第一节经典力学时空观和伽利略变换 / 252

一、 经典力学时空观的概念 / 252

二、 伽利略变换 / 252

三、 经典力学时空观的两个结论 / 252

四、 力学相对性原理 / 253

第二节狭义相对论的基本原理及洛伦兹变换 / 253

一、 狭义相对论的基本原理 / 253

二、 洛伦兹变换 / 254

第三节狭义相对论的时空观 / 255

一、 长度的收缩 / 255

二、 时间的延缓(时间膨胀) / 256

三、 “同时”的相对性 / 257

四、 相对论速度变换式 / 258

第四节狭义相对论动力学基础 / 259

一、 相对论质量 / 259

二、 相对论动力学的基本方程 / 260

三、 质量与能量关系 / 260

第五节广义相对论基础 / 261

一、 广义相对论的基本原理与时空弯曲 / 261

二、 广义相对论的实验验证 / 262

拓展阅读爱因斯坦和引力波 / 264

思考题 / 265

习题 / 265
参考文献267附录268
附录一常用物理常数 / 268

附录二希腊字母表 / 269