医学物理学教学大纲.doc

医用物理学教学大纲
Medical Physics
（供预防医学专业本科五年制用）
前 言
《医用物理学》是高等医学教育中的一门公共基础课，它是研究生命活动最基本规律的科学。它的任务是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用等基本规律，介绍物理学的理论、方法和技术对现代医药科学的发展所做的重要贡献。医用物理学的目的是使学生比较系统地掌握现代医学所需要的物理学基础理论、基本知识、基本技术和方法，培养学生辩证唯物主义世界观和分析问题、解决问题的能力。为学生学习后续课程以及将来从事医疗卫生和科研工作打下必要的物理基础。
本课程是所有医学相关课程的共同基础课程，为后续学科学习奠定必要基础。
本大纲与高等教育出版社出版，喀蔚波主编的教育科学“十五”国家级规划课题研究成果教材第一版《医用物理学》配套使用，适用于五年制临床医学专业本科生的教学。大纲所列教学内容可通过课堂讲授、实验、自学、讨论、计算机多媒体等等方式进行教学。划横线部分为要求学生重点掌握的内容，其他为一般熟悉和一般了解内容。总学时为60学时，其中理论48学时，实验12学时。
本课程为院考课程，学生理论课考核采用笔答考试方式为主，其成绩占总成绩的60％。平时作业成绩占10％，实验考核成绩占30％（其中实验操作15%，实验报告15%）。

参考学时分配
内容
理论学时数
实验学时数
合计
第一章 力学的基本定律
6
0
6
第二章 流体的运动
实验一 液体粘滞系数的测定
3
3
6
第三章 机械振动和机械波
实验二 驻波法测振动频率
3
3
6
第四章 分子动理论
6
0
6
第五章 静电场
6
0
6
第六章 直流电
3
0
3
第七章 磁场与电磁感应
3
0
3
第八章 波动光学
实验三 旋光仪
3
3
6
第九章 几何光学
3
0
3
第十章 X射线
3
0
3
第十一章 狭义相对论和广义相对论
自学
0
0
第十二章 量子物理基础
实验四 光电效应和普朗克常数测定
自学
3
3
第十三章 原子核和放射性
3
0
3
习题课
6
0
6
共计
48
12
60

第一章 力学的基本定律
目的要求
掌握对运动的描述方程，质点、刚体、位移速度、加速度、角位移、角速度、角加速度的概念。掌握运动方程与速度、加速度方程的关系。
熟悉力、牛顿运动定律、动量守恒定理。
教学内容
1．物理量及其表述（质点，矢量，标量，平均量，即时量，参考系，量纲）
2．运动描述（位置矢量，运动方程，位移，平均速度，瞬时速度）
3．牛顿运动定律（牛顿第一定律，牛顿第二定律，牛顿第三定律）
4．动能定理（动能，势能，做功）
5．动量守恒定理（冲量，动量）
4．刚体的定轴转动（自学）

第二章 流体的运动
目的要求
掌握理想流体和稳定流动的概念、连续性方程及伯努利方程的物理意义并熟练应用。
熟悉粘性流体层流和湍流的特点、雷诺数的意义。
教学内容
1．理想流体的定常流动（理想流体、稳定流动的概念，流体的性质）
2．连续性方程（流量，连续性的意义）
3．理想流体的伯努利方程（伯努利方程的能量守恒本质，压强与高度的关系，压强与速度的关系，速度与高度的关系）
第三章 机械振动和机械波
目的要求
掌握简谐振动的基本规律，简谐振动方程的求解，波的传播规律，波方程的求解，波速与频率的关系。
熟悉波动方程的物理意义，波的叠加原理，波的干涉，驻波。
了解同方向同频率简谐振动合成，声强级和响度级，多普勒效应，超声波的特性及在医学中的应用。
教学内容
1．运动方程及图象（简谐振动的基本规律，简谐振动的定义，简谐振动方程的求解）
2．简谐振动的合成（同方向同频率简谐振动的合成）
3．简谐波（波的传播规律，波方程的求解波动、方程的物理意义，波速与频率的关系）
4．波的叠加原理，波的干涉
5．多普勒效应
6．声波，超声波，超声波的特性及在医学中的应用。
第四章 分子动理论
目的要求
掌握理想气体物分子的状态方程、压强公式、能量公式和液体曲面的附加压强。
熟悉理想气体分子的微观模型、分子动理论的统计方法和液体的表面现象。
了解物质微观结构的基本观点。
教学内容
1．物理的微观模型，统计学方法
2．理想气体的分子动理论（理想气体物分子的状态方程、压强公式、能量公式）
3．液体的表面现象（表面张力，表面能）
4．弯曲液面的附加压强
第五章 静电场
目的要求
掌握电场强度、电势、电势能，电势差定义。
掌握静电场的叠加原理，高斯定理。
熟悉库仑定律，电场线，等势面，电场强度与电势的关系。
教学内容
1．库仑定律（电荷，点电荷的相互作用，带电体相互作用）
2．电场和电场强度（电场强度的定义，电场线，电场强度的计算）
3．高斯定理（电通量，球体、柱体和平面的电场计算）
4．静电场力的功，电势，电势能，电势差，电场强度与电势的关系。
第六章 直流电
目的要求
掌握基尔霍夫第一、第二定律。
熟悉电流密度，欧姆定律的微分形式。
了解电容器的充电、放电特性。
教学内容
1．电流密度（电流密度的定义和欧姆定律的微分形式）
2．电源的电动势
3．电路分析（基尔霍夫第一定律、第二定律）
4．电容器（电容器的充、放电，时间常数）
第七章 磁场与电磁感应
目的要求
掌握安培环路定理、电磁感应定律。
熟悉磁感应强度定义、毕奥-萨伐尔定律。
了解霍尔效应、物质的磁性。
教学内容
1．磁场（磁感应强度，毕奥-沙伐尔定律）
2．磁场对电荷的作用（安培环路定理、洛仑兹力，带电粒子在磁场中的运动）
3．电磁感应定律，磁场对载流线圈的作用，磁矩
4．磁介质及其磁化，磁导率，磁场的生物效应及医学应用

第八章 波动光学
目的要求
掌握光程、光程差、半波损失、杨氏双缝干涉、劳埃镜实验、薄膜干涉、夫琅禾费单缝衍射、光栅衍射原理和公式、马吕斯定律。
熟悉偏振、旋光性等概念，
了解圆孔衍射。
教学内容
1．干涉（相干光源，光程，光程差，半波损失，双缝干涉、劳埃镜实验、薄膜干涉）
2．衍射（单缝衍射，圆孔衍射，衍射光栅）
3．偏振（自然光和偏振光，马吕斯定律）

第九章 几何光学
目的要求
掌握单球面折射成像的原理、计算方法和符号规则、共轴球面系统、薄透镜成像的规律和基本公式。
熟悉眼睛的光学系统，眼睛屈光不正的矫正。
教学内容
1．成像（单球面折射，共轴球面系统）
2．透镜（薄透镜，薄透镜组，柱面透镜，透镜的像差及其补救）
3．眼睛（眼的结构和光学性质，眼的屈光不正及其矫正）
第十章 X射线
目的要求
熟悉X射线强度和硬度的概念、X射线谱及X射线产生的微观机制、短波极限公式的应用。
熟悉X射线的基本性质、X射线的衰减规律及应用。
了解X射线机的基本组成部分、X射线衍射、X射线在医学上的应用。
教学内容
1．X射线的发生装置及一般性质
2．X射线的强度和硬度， X射线谱及X射线产生的微观机制、短波极限公式的应用
3．X线的衰减规律（物质对X射线的吸收规律，吸收系数）
4．X射线在医学上的应用（X射线的治疗，透视、摄像和X-CT ）

第十一章 狭义相对论基础（自学）
目的要求
掌握狭义相对论的基本假设、洛仑兹变换及时间膨胀、洛仑兹收缩、同时性的相对性等概念及相关公式。
掌握狭义相对论的质速关系、质能关系，熟悉质点动能公式及能量-动量关系式。
熟悉伽利略变换、光多普勒效应，了解因果率和信号速度、退行红移和膨胀宇宙。
熟悉广义相对论的等效原理和广义相对性原理，了解引力场的时空特性、引力坍与黑洞及引力波。
教学内容
1．爱因斯坦相对性原理
2．狭义相对论的时空观
3．洛仑兹变换与相对论的速度叠加

第十二章 量子力学基础（自学）
目的要求
掌握描述光的波粒二象性的有关理论，包括黑体辐射规律、普朗克量子假设、爱因斯坦的光子理论和玻尔理论等。
了解描述实物微观粒子的波粒二象性的德布罗意物质波假设、不确定关系、波函数和薜定谔方程等基本观念和规律。
教学内容
1．黑体辐射，普朗克量子假设
2．光电效应，康普顿效应
3．玻尔氢原子理论，氢原子光谱，德布罗意假设
4．不确定关系，原子光谱与分子光谱

第十三章 原子核和放射性
目的要求
掌握原子核的组成、结合能、衰变类型、辐射防护。
了解原子核衰变规律、射线与物质的相互作用、辐射剂量。
教学内容
1．原子核（原子核的组成，结合能，原子核的稳定性，核衰变的类型，核衰变定律）
2．原子核衰变规律（放射性活度，半衰期）
3．射线剂量，放射性核素在医学上的应用，放射性防护

部分术语中英文对照表
A
艾里斑 Airy disk
安培环路定律 Ampere circular law
阿伏伽德罗定律 Avogadro law
阿伏伽德罗常量 Avogadro constant
B
不可逆过程 irreversible process
不动点 fixed point
不确定关系 uncertainty relation
贝可勒尔 Becquerel
半波带法 half wave zone method
半波损失 half-wavelength loss
半衰期 half-life
半透膜 semipermeable membrane
布拉格定律 Bragg law
布儒斯特角 Brewster angle
本构关系 constitutive relationship
毕奥—萨伐尔定律 Biot-Savart law
伯努利方程 Bernoulli equation
泊松比 Poisson ratio
泊肃叶定律 Poiseuille law
波长 wavelength
波节 node
波的干涉 interference of wave
波的强度 intensity of wave
波腹 loop
表面吸附 surface adsorption
表面张力 surface tension
表面能 surface energy
保守力 conservative force
标识 X射线 characteristic X-ray
泵 pump
玻耳兹曼分布定律 Boltzmann distribution law
玻耳兹曼常量 Boltzmann constant
倍周期分叉 doubling-bifurcation
部分偏振光 partial polarization light
薄透镜 thin lens
C
冲量 impulse
次声波 infrasonic wave
层子 stratum
层流 laminar flow
场源电荷 charge of field source
场强叠加原理 superposition principle of field intensity
氚 tritium
超子 hyperon
超声波 supersonic wave
超导量子干涉仪 superconducting quantum interference device
除极 depolarization
窗位 window level
窗宽 window width
塞曼效应 Zeeman effect
磁矩 magnetic moment
磁场 magnetic field
磁导率 permeability
磁介质 magneticmedium
磁通量 magneticflux
磁偶极子 magnetic dipole
磁场强度 magnetic fields trength
磁量子数 magnetic quantum number
磁感应线 magnetic induction line
磁感应强度 magnetic induction
磁共振成像 magnetic resonance imaging，MRI
D
对应原理 corrspondence principle
对称操作 symmetry operation
电子对产生 electron pair production
电子对湮没 electron pair annihilation
电子非定域化 electron delocalization
电子俘获 electron capture
电子显微镜 electron microscope
电介质 dielectric
电介质的极化 dielectric polarization
电场强度 electric field strength
电导纳 electrical admittance
电导率 conductivity
电位移矢量 electric displacement vector
电位移通量 electric displacement flux
电极化率 electric susceptibility
电极化强度 electric polarization
电阻抗 impedance
电势 electric potential
电势能 electric potential energy
电势梯度 electric potential gradient
电流密度 electric current density
电流强度 electric current strength
电离 ionization
电离比值 specific ionization
电通量 electric flux
电偶层 electric double layer
电偶极子 electric dipole
电偶极矩 electric dipole moment
电磁波 electromagnetic wave
电磁泵 electromagnetic pump
电磁感应 electromagnetic induction
动压 dynamical pressure
动作电位 action potential
动态平衡 dynamic equilibrium
动态空间重现技术 dynamic spatial reconstruct，DSR
动能 kinetic energy
动能定理 theorem of kinetic energy
动量 momentum
动量守恒定律 law of conservation of momentum
动量定理 theorem of momentum
多普勒效应 Doppler effect
氘 Deuterium
单光子发射型计算机断层摄影 single photon emission computed tomography，SPECT
单色辐出度 Monochromatic radiant exitance
单轴晶体 uniaxial crystal
定压过程 constant pressure process
定容过程 constant volume process
定轴转动 fixed-axis rotation
第一主平面 primary principal plane
第一主点 pdmary principal point
第—节点 primary nodal point
第一类永动机 perpetual motion machine of the first kind
第二主平面 secondary principal plane
第二主点 secondary principal point
第二节点 secondary nodal point
第二类永动机 perpetual motion machine of the second kind
短程力 short-range-force
等厚干涉 equal thickness interference
等厚条纹 equal thickness fringes
等温过程 isothermal process
道尔顿定律 Dalton law
叠力原理 superposition principle
E
二向色性 dichroism
F
分叉，分岔 bifurcation
分子力 molecular force
分子轨道法 molecular orbital method
分形学 fractal
分数维 fractal dimension
分辨本领 resolving power
反转恢复 inversion recovery
夫琅禾费衍射 Fraunhofer diffraction
方均根速率 root-mean-square speed
发射型计算机断层摄影 emission computed tomography
负晶体 negative crystal
放射性平衡 radioactive equilibrium
放射性活度 radioactivity
法向加速度 normal acceleration
法拉第电磁感应定律 Faraday law of electromagneticinduction
非线性动力学 nonlinear dynamics
非常光 extraordinary light
复极 repolarization
封闭系统 closed system
菲克第一定律 Fick first law
菲涅耳衍射 Fresnel diffraction
傅里叶变换 Fourier transform
辐射权重因子 radiation weighting factor
辐射跃迁 radiation transition
G
广义相对论 general relativity
戈瑞 Gray，Cy
功 work
归一化条件 normalization condition
光子 photon
光电子 photo-electron
光电效应 photo-electric effect
光矢量 photovector
光多普勒效应 optical Doppler effect
光的衍射 diffraction of light
光程 optical path
光程差 optical path difference
光学谐振腔 optical resonant cavity
光弹效应 photoelastic effect
光速不变原理 principle of constancy of light velocity
光谱 spectrum
光栅 grating
光栅常量 grating constant
光栅方程 grating equation
光栅光谱 grating spectrum
共振 resonance
共轴系统 coaxial system
刚体 rigid body
固有长度 proper length
固有时 proper time
国际辐射单位和测量委员会
International Commission on Units and
Measurements，IC
国际辐射防护委员会
International Commission on Radiological
Protection，ICRP
高斯面 Gauss surface
高斯定理 Gauss theorem
惯性 inertia
惯性力 inertial force
惯性系 inertial frame
概率 probability
概率密度 probability density
H
宏观量 macroscopic quantity
厚透镜 thick lens
核力 nuclear force
核子 nucleon
核素 nuclide ·
核素发生器 isotope generator
核素成像 radionuclide imaging，RI
核衰变 nuclear decay
耗散结构 dissipative structure
混沌 chaos
焓 enthalpy
惠更斯原理 Huygens principle
滑环技术 slipping
遏止电势 stopping potential
黑体 black body
黑洞 black hole
横波 transverse wave
霍尔效应 Halleffect
J
介子 meson
介电常量 dielectric constant
加速度 acceleration
机械波 mechanical wave
机械能守恒定律 law of conservation of mechanical energy
伽利略变换 Galilean transformation
极化 polarization
极化电场 polarization electric field
极限环 limited circle
角加速度 angular acceleration
角速度 angular velocity
角动量 angular momentum
角动量守恒定律 law of conservation of angular momentum
角放大率 angular magnification
角量子数 angular quantum number
角频率 angular frequency
近点 near point
剂量当量 dose equivalent
结合能 binding energy
绝热过程 adiabatic process
基尔霍夫定律 Kirchoff law
基本统计假设 fundamental statistical postulate
基本粒子 elementary particles
基础代谢率 basal metabolic rate，BMR
基频 fundamental frequency
接触角 contact angle
检偏器 analyzer
简谐波 simple harmonic wave
简谐振动 simple harmonic vibration
截止频率 cutoff frequency
静电场 electrostatic field
静电场的环路定理 circular theorem of electrostatic field
静压 static pressure
静质量 rest mass
静息电位 resting potential
静能 rest energy
激发 excitation
激光扫描共聚焦显微镜 laser scanning confocal microscope
激活介质 active medium
K
孔径数 numerical aperture
开尔文表述 Kelvin statement
开放系统 open system
卡诺定理 Carnot theorem
卡诺循环 Carnot cycle
可逆过程 reversible process
夸克 quark
扩散 diffusion
扩散系数 coefficient of diffusion
克尔效应 Kerr effect
克劳修斯表述 Clausius statement
库仑定律 Coulomb law
抗磁性 diamagnetism
抗磁质 diamagnetic substance
空化作用 cavitation
空间心电向量环 spatial electrocardiovector loop
控制论 cybernetics
L
力矩 moment of force
内转换 internal conversion

立体放射神经外科 stereotactic radioneuro surgery，SRNS
连续X射线 continuous X-ray
连续性方程 equation of continuity
里德伯常数 Rydberg Constant
拉莫尔方程 Larmor equation
拉莫尔频率 Larmor frequency
拉德 rad
洛伦兹力 Lorentz force
洛伦兹收缩 Lorentz contraction
洛伦兹变换 Lorentz transformation
洛施密特常量 Loschmidt constant
洛埃镜 Lloyd mirror
流场 field of flow
流体 fluid
流体动力学 hydrodynamics
流阻 flow resistance
流线 streamline
流管 tube of flow
离子对 ionic pair
离子迁移率 ionic mobility
理想气体状态方程 equation of state of ideal gas
理想流体 ideal fluid
粒子数反转 population inversion
量子 quantum
量子生物学 quantum biology
量子药理学 quantum pharmacology
量纲 dimension
楞次定律 Lenz law
雷姆 Rem
雷诺数 Reynold number
螺旋扫描 helical scanning
M
马吕斯定律 Malus law
毛细现象 capillarity
目镜 eyepiece
迈克耳孙干涉仪 Michelson interferometer
迈耶公式 Mayer formula
迈斯纳效应 Meissner effect
每搏输出量 stroke volume
麦克斯韦速率分布函数 Maxwell speed distribution function
麦克斯韦速率分布律 Maxwell speed distribution law
明视距离 visual distance
脉压 pulse pressure
脉搏波 pulse wave
莫塞莱 Moseley
N
内力 internal force
内能 internal energy
内摩擦 internal friction
牛顿 Newton
牛顿环 Newton ring
牛顿流体 Newtonian fluid
牛顿第一定律 Newton first law
牛顿第二定律 Newton second law
牛顿第三定律 Newton third law
逆循环 inverse cycle
能级 Energy level
能斯特方程 Nernst equation
能量 energy
能量均分定理 equipartition theorem of energy
能量退降 degradation of energy
能量密度 energy density
粘度 viscosity
粘弹性 viscoelasticity
粘滞力 viscous force
P
平均平动动能 average translational kinetic energy
平均自由程 mean free path
平均速率 mean speed
平均碰撞频率 mean collision frequency
平衡态 equilibrium state
皮托管 Pitot tube
泊松公式 poisson formula
泡利不相容原理 pauli exclusion principle
偏光显微镜 P1arizing microscope
偏振片 polaroid
偏振光 polarized light
偏振度 degree of polarization
偏振面 Plane of polarization
普朗克常量 Planck constant
频率编码 frequency coding
频谱 frequency spectrun
频谱分析 spectral analysis
Q
气体栓塞 air embolism
切向加速度 tangential acceleration
切变模量 shear modulus
切应力 shear stress
切应变 shear strain
纤镜 fiber scope
取向极化 orientation plarization
奇异吸引子 strange attractor
屈光度 diopter
轻子 Lepton
起偏器 plarizer
强子 nadron
群速度 group velocity
R
韧致辐射 bremsstrahlung
热力学 thermodynamics
热力学过程 thermodynamic process
热力学系统 thermodynamic system
热力学第一定律 first law of thermodynamics
热力学第二定律 second law of thermodynamics
热力学概率 thermodynamic probability
热传导 heat conduction
热机 heat engine
热运动 thermal motion
热量 heat
热辐射 Thermal radiation
S
双折射 birefringence
双轴晶体 biaxial crystal
生物物理遗传学 biophysical genetic
示踪原子 tracer atom
扫描电子显微镜 scanning electron microscope
扫描隧穿显微镜 scanning tunneling microscope，STM
收尾速度 terminal velocity
收缩压 systolic pressure
色偏振 chromatic polarization
色像差 chromatic aberration
声压 sound pressure
声阻抗 acoustic impedance
声波 sound wave
声强 sound intensity
声强级 intensity level
时间序列 time series
时间膨胀 time dilation
束缚电荷 bound charge
势阱 potential well
势垒 potential barrier
视力 visual acuity
视角 visual angle
试探电荷 test charge
受迫振动 forced vibration
受激辐射 stimulated radiation
受激辐射光放大 light amplification
by stimulated emission of radiation (1aser)
顺磁性 paramagnetism
顺磁质 paramagnetic substance
射频 radio frequency
衰变常数 decay constant
速度梯度 velocity gradient
速率分布函数 speed distribution function
斯托克司定律 plasticity
数字减影血管造影 digital subtraction angiography，DSA
输运过程 transport process
熵 entropy
熵产生 entropy production
熵流 entropy flow
熵增加原理 principle of entropy increase
瞬时心电向量 twinkling electrocardiovector
T
同位素 isotope
同质异能素 isomer
同量异位素 isobar
体素 voxel
听觉区域 auditory region
听阈 threshold of hearing
态参量 state parameter
退行红移 recessional redshift
原子质量单位 atomic mass unit，u
调节 accommodation
调幅波 amplitude modulated wave
透射电子显微镜 transmission electron microscope
透镜 lens
铁磁性 ferromagnetism
铁磁质 ferromagnetic substance
弹性 elasticity
弹性介质 elastic medium
弹性模量 modulus of elasticity
湍流 turbulent flow ·
痛阈 threshold of feeling
W
无极分子 nonpolar molecule
无辐射跃迁 radiationless transition
位矢 position vector
位移 displacement
位移电流 displacement current
位移极化 displacement polarization
物镜 objective
微观量 microscopic quantity
稳定流动 steady flow
稳态 steady state
X
X射线计算机横断层成像 X-ray computer aid transverse tomography
X射线透视 X-ray fluoroscopy
X射线摄影 X-ray roentgenography
X射线谱 X-ray spectrum
心电场 cardio-electric field
心电偶 cardio-electric dipole
寻常光 ordinary light
吸引子 attractor
吸收剂量 absorbed do