《医学物理学》(第7版)教学大纲-2010

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1、医学物理学（第7版）教学大纲(供临床医学、预防医学、影像学、法医学、护理学、药学等专业使用)华中科技大学物理学院编二O一O年二月前 言医学物理学是国家教育部规定的高等医学院校临床医学、预防医学等专业的一门必修基础课，是为这些专业的学生提供较系统的物理学知识，使他们在中学物理学教育基础上，进一步学习医学专业所必需的物理学的基本概念、基本规律、基本方法，为后继课程的学习以及将来从事专业工作打下一个良好的基础。我校医学物理学教材选用人民卫生出版社出版普通高等教育“十一五”国家级规划教材医学物理学第7版（胡新珉主编）。依据学校的教学计划，本课程共96学时，其中理论课68学时，实验课28学时。因此制定本

2、“教学大纲”。因为教材是按72108学时编写。所以，“教学大纲”既参照卫生部1982年“高等医学院校医用物理学教学大纲（试用本）”和医药类大学物理课程教学的基本要求，也结合当前教育改革倡导素质教育，针对临床医学、预防医学、影像学、法医学、护理学、药学等专业的特点编写。“大纲”内容分为掌握、熟悉、了解和自学。自学内容课堂上教师原则上不讲授，属自学内容，结业考试中一般不作要求。第一章 力学的基本定律（自学）第二章 物体的弹性（自学）一、学习要求本章要求熟悉描述物体弹性的基本概念，对人体骨骼和肌肉组织的力学特性要有一定的了解。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节线应变与正应力一线应变熟

3、悉二正应力熟悉三正应力与线应变的关系熟悉四弯曲自学第二节切应变与切应力一切应变熟悉二切应力熟悉三切应力与切应变的关系熟悉四扭转自学第三节体应变与体应力 一体应变熟悉二体应力熟悉三体应力与体应变的关系熟悉第四节生物材料的黏弹性自学三、授课学时：2学时。四、练习：第2728页，2-6、2-9。第三章 流体的运动一、学习要求本章要求掌握理想流体作稳定流动时的基本规律，即连续性方程和伯努利方程以及它们的应用；熟悉实际流体的流动规律和泊肃叶定律；了解斯托克司定律和血液在循环系统中的流动规律。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节理想流体的稳定流动一理想流体熟悉二稳定流动熟悉三连续性方程掌握第

4、二节伯努利方程一伯努利方程掌握二伯努利方程的应用掌握第三节黏性流体的流动一层流和湍流熟悉二牛顿黏滞定律熟悉三雷诺数了解第四节黏性流体的运动规律一黏性流体的伯努利方程了解二泊肃叶定律熟悉三斯托克司定律了解第五节血液在循环系统中的流动一血液的组成及特性自学二心脏做功了解三血流速度分布自学四血流过程中的血压分布自学三、授课学时：4学时。四、练习：第4243页，3-4、3-5、3-6、3-7、3-9、3-10、3-11、3-13。第四章 振动一、学习要求本章要求熟悉简谐振动及其特征量的物理本质，熟悉简谐振动合成，了解振动分析、阻尼振动和受迫振动。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节简谐运

5、动一简谐运动方程掌握二简谐运动的特征量掌握三简谐运动的矢量图法熟悉四简谐运动的能量熟悉第二节阻尼振动、受迫振动与共振一阻尼振动了解二受迫振动了解三共振了解第三节简谐运动的合成一两个同方向、同频率简谐运动的合成熟悉二同方向、不同频率简谐运动的合成了解三谐振分析了解四两个同频率、互相垂直的简谐运动的合成熟悉三、授课学时：4学时。四、练习：第5354页，4-4、4-7、4-8、4-9、4-10。第五章 波动一、学习要求本章要求掌握波动方程的物理意义及波的强度概念；熟悉波的产生与传播；熟悉声压、声阻抗、声强、声强级、响度级等物理概念及其有关计算，为噪声的防护打下一定理论基础；熟悉多普勒效应的物理本质；

6、了解超声波的特性及其在医学中的应用。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节机械波一机械波的产生熟悉二波面和波线熟悉三波速、波长、波的周期和频率掌握第二节简谐波 一波函数掌握 二波动方程了解第三节波的能量一波的能量和强度掌握二波的衰减了解第四节波的干涉一惠更斯原理了解二波的叠加原理熟悉三波的干涉熟悉四调幅波自学五驻波了解第五节声波一声压和声强熟悉二听觉域熟悉三声强级与响度级掌握第六节多普勒效应 一多普勒效应熟悉二冲击波了解第七节超声波及其医学应用自学三、授课学时：4学时。四、练习：第72-73页，5-4、5-5、5-6、5-7、5-10、5-11、5-12。第六章 相对论基础一、学习

7、要求本章要求熟悉狭义相对论的基本原理、研究方法，通过与绝对时空观的比较，建立狭义相对论的时空观，了解广义相对论的基本观点。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节伽利略变换一经典力学的绝对时空和相对性原理熟悉二伽利略变换熟悉第二节洛伦兹变换一迈克尔孙-莫雷实验了解二狭义相对论的基本假设熟悉三洛伦兹变换掌握第三节狭义相对论的时空观一时间膨胀掌握二洛伦兹收缩掌握三同时性的相对性掌握四因果律和信号速度了解五光多普勒效应了解第四节相对性动力学 一动量和质量熟悉二力和动能熟悉三质能关系熟悉四能量和动量的关系熟悉第五节广义相对论简介自学三、授课学时：6学时。四、练习：第8687页，6-2、6-3

8、、6-4、6-7、6-12、6-13、6-14、6-16、6-19。第七章 分子动理论一、学习要求本章要求在巩固理想气体的状态方程和理想气体分子微观模型基础上，掌握其压强公式、能量公式和弯曲液面的附加压强公式的推导及其应用；熟悉液体表面张力、表面能的概念及它们与表面张力系数的关系，熟悉能量均分定理和玻尔兹曼能量分布律，润湿、不润湿和毛细现象；了解气体栓塞、表面活性物质和表面吸附。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节物质的微观结构熟悉第二节理想气体分子运动论一理想气体状态方程熟悉二理想气体微观模型熟悉三理想气体的压强公式掌握四理想气体的能量公式掌握五理想气体定律的推导熟悉第三节气体

9、分子速率分布律和能量分布律一麦克斯韦速率分布定律了解二平均自由程和平均碰撞频率了解三玻尔兹曼能量分布定律熟悉第四节输运过程自学第五节液体的表面现象一表面张力和表面能熟悉二弯曲液面的附加压强掌握三毛细现象和气体栓塞熟悉四表面活性物质与表面吸附了解三、授课学时：4学时。四、练习：第105106页，7-1、7-2、7-4、7-6、7-8、7-10、7-11、7-12。第八章 热力学基础（自学）第九章 静电场一、学习要求学习本章后要求掌握电场、电场强度、高斯定理的物理意义和应用，静电场力做功和电势的关系；熟悉电场叠加原理、电场强度和电势的关系和电偶极子电场的电势；了解心肌细胞的电偶极矩、心电图及其导联

10、。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节电场强度一电场强度的概念熟悉二电场强度的计算掌握第二节高斯定理一电场线和电通量熟悉二高斯定理掌握三高斯定律应用举例掌握第三节电势一静电场的环路定理熟悉二电势掌握三电势叠加原理熟悉四场强与电势的关系熟悉第四节电偶极子 电偶层一电偶极子的电场熟悉二电偶层了解第五节静电场中的电介质自学第六节心电知识一心电场了解二心电图了解三心电图导联了解三、授课学时：6学时。四、练习：第144146页，9-1、9-2、9-3、9-6、9-7、9-9、9-10、9-11。第十章 直流电一、学习要求本章要求掌握稳恒电流的特性和电流密度，会熟练分析复杂电路，利用含源电路

11、的欧姆定律和基尔霍夫定律对复杂电路进行计算；熟悉生物膜电位及其应用。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节电流密度一电流强度和电流密度掌握二金属与电解质的导电性熟悉三欧姆定律的微分形式熟悉第二节基尔霍夫定律一基尔霍夫第一定律掌握二基尔霍夫第二定律掌握第三节电容器的充电和放电了解第四节生物膜电位一能斯特方程熟悉二静息电位了解三动作电位了解第五节电泳了解三、授课学时：4学时。四、练习：第159160页，10-1、10-2、10-3、10-5、10-6、10-7。第十一章 稳恒磁场一、学习要求掌握磁场中的高斯定理、毕奥-萨伐尔定律、安培环路定理；理解磁感应强度、霍尔效应；熟悉磁场对电流的

12、作用；了解生物医学电磁传感器、超导现象、磁场的生物效应、生物电阻抗。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节一二磁场 磁感应强度磁感应强度磁通量 磁场中的高斯定理熟悉掌握第二节一二电流的磁场毕奥-萨伐尔定律毕奥-萨伐尔定律的应用掌握熟悉第三节安培环路定律掌握第四节一二三四五六磁场对电流的作用磁场对运动电荷的作用磁场对载流导线的作用载流线圈所受磁力矩霍尔效应质谱仪和回旋加速器电磁泵和电磁流量计熟悉了解了解掌握了解自学七磁流体发电自学第五节磁介质自学第六节磁场的生物效应自学三、授课学时：4学时。四、练习：第179180页，11-2、11-3、11-5、11-6、11-7。第十二章 电磁感

13、应和电磁波一、学习要求掌握电磁感应定律及其应用；了解动生电动势、感生电动势、自感和互感、电磁波、电磁场对生物体的作用。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节一二三电磁感应定律电磁感应定律动生电动势感生电动势 有旋电场掌握熟悉熟悉第二节自感和互感一互感现象熟悉二自感现象熟悉第三节磁场的能量了解第四节麦克斯韦方程组了解第五节电磁振荡和电磁波了解三、授课学时：4学时。四、练习：第195197页，12-1、12-2、12-3、12-4、12-7、12-11。第十三章 波动光学一、学习要求通过学习光的干涉、衍射、偏振现象，认识光的波动性本质，确立“光是一种波”这一基本思想；要求掌握并能熟练运

14、用光的双缝干涉、单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射的基本原理和计算公式；理解光程、光程差等概念，熟悉薄膜干涉、牛顿环；熟悉光的偏振性，自然光和偏振光，起偏和检偏，能熟练运用Malus定律；了解双折射、二相色性、溶液的旋光性等现象。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节光的干涉一光的相干性熟悉二光程 光程差熟悉三四杨氏双缝实验洛埃镜实验掌握熟悉五六薄膜干涉等厚干涉熟悉熟悉第二节光的衍射一单缝衍射掌握二圆孔衍射熟悉三光栅衍射掌握第三节光的偏振一自然光和偏振光熟悉二马吕斯定律掌握三四布儒斯特定律光的双折射熟悉了解五二相色性和偏振片了解第四节偏振光的应用自学第五节液晶的光学性质自学三、授课学时：

15、6学时。四、练习：第218219页， 13-4、13-7、13-8、13-9、13-10、13-15、13-16、13-18。第十四章 几何光学一、学习要求要求掌握近轴光线在单球面、简单共轴球面系统（如透镜、薄透镜组）上的折射行为，物、像间的共轭关系及其计算方法；熟悉透镜的像差及其矫正方法、共轴球面系统的三对基点的物理意义和柱面透镜；熟悉放大镜、纤镜、显微镜的原理，角放大率的计算方法，分辨本领的物理意义和实际意义；了解医学上常用的几种显微镜；熟悉眼睛的光学模型、眼睛的调节及屈光不正，掌握利用简约眼模型计算近视、远视的矫正方法，了解散光及其矫正。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节

16、球面折射一单球面折射掌握二共轴球面系统掌握第二节透镜一薄透镜公式掌握二薄透镜的组合熟悉三四五厚透镜柱面透镜透镜的像差熟悉了解熟悉第三节一眼睛眼的光学结构熟悉二眼的调节了解三四眼的分辩本领和视力眼的屈光不正及其矫正熟悉掌握第四节几种医用光学仪器一放大镜熟悉二光学显微镜熟悉三纤镜熟悉四特殊显微镜自学三、授课学时：6学时。四、练习：第239-240页，14-1、14-2、14-3、14-4、14-5、14-6、14-8、14-9、14-10、14-11。第十五章 量子力学基础一、学习要求通过本章的学习，要求了解十九世纪中后期至二十世纪初期的物理学；了解黑体辐射实验、光电效应实验、氢原子光谱实验、卢瑟

17、福粒子的散射实验，以及这些实验的科学意义和在科学史上的地位；了解现代物理学的基础之一量子力学的建立过程；掌握能量量子化、光量子化（光子）、光的波粒二像性、物质的波粒二像性；熟悉物质波的统计意义，了解微观世界中物质遵循测不准关系的物理意义；熟悉薛定谔方程及其在一维无限深势阱和势垒问题中的应用、隧道效应；熟悉电子的自旋假设的意义；了解原子结构的量子力学描述。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节黑体辐射一黑体辐射掌握二普朗克能量量子假设掌握第二节光电效应一光电效应熟悉二爱因斯坦的光子假设掌握第三节康普顿效应一二康普顿效应光子理论对康普顿效应解释熟悉熟悉第四节氢原子光谱 玻尔的氢原子理论

18、一氢原子光谱了解二玻尔的氢原子理论了解第五节物质的波动性质一德布罗意假设掌握二电子衍射了解三不确定关系熟悉第六节薛定谔方程一波函数及其统计解释熟悉二薛定谔方程熟悉三四一维无限势阱势垒 隧道效应熟悉了解第七节一二量子力学的原子结构概念四个量子数多电子原子了解了解第八节原子光谱和分子光谱一原子光谱自学二分子光谱自学三、授课学时：6学时。四、练习：第267268页，15-4、15-7、15-8、15-10、15-12、15-13、15-14、15-16、15-18。第十六章 X射线一、学习要求了解X射线机的基本组成部分；熟悉X射线强度和硬度的概念、X射线的基本性质、X射线的波性；掌握X射线谱、X射线

19、产生的微观机制、短波极限公式及其应用；掌握物质对X射线的吸收机理和规律及应用。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节X射线的产生一X射线的产生装置了解二X射线的强度和硬度熟悉第二节X射线谱一连续X射线谱熟悉二标识X射线谱熟悉第三节X射线的基本性质一X射线的一般性质熟悉二X射线的衍射了解第四节一二物质对X射线的衰减规律单色X射线的衰减规律衰减系数与波长、原子系数的关系掌握熟悉第五节一二三X射线的医学应用治疗诊断X-CT自学自学自学三、授课学时：4学时。四、练习：第283284页，16-6、16-7、16-8、16-9、16-10。第十七章 原子核和放射性一、学习要求通过学习，必须掌握

20、原子核的组成、大小、质量、密度、结合能、质量亏损等基本性质，了解核的稳定性；熟悉不稳定核素的放射性衰变类型，核衰变过程中遵循的质量能量转化守恒、核子数守恒、核电荷数守恒定律；掌握放射性核素系统的衰变规律和衰变活度，及其计算方法；了解放射性平衡、射线与物质的相互作用的几种形式；了解射线剂量的定义及射线的防护方法；了解放射性核素在医学上的应用和基本粒子概念及分类。二、讲授内容和要求等级章 节次序内 容等 级第一节原子核的基本性质一原子核的组成、质量和大小掌握二原子核的自旋和磁矩了解三原子核的结合能及质量亏损掌握四原子核的宇称了解第二节核衰变的类型一衰变熟悉二衰变熟悉三衰变和内转换熟悉第三节原子核的衰变规律一衰变规律掌握二半衰期掌握三放射性活度掌握四放射性平衡了解第四节射线与物质的相互作用一带电粒子和物质的相互作用了解二光子与物质的相互作用了解三中子与物质的相互作用了解第五节辐射剂量与防护及测量原理了解第六节放射性核素在医学上的应用自学三、授课学时：4学时。四、练习：第304305页，17-1、17-4、17-6、17-8、17-10、17-11。第十八章 激光及其医学应用（激光医学选修课）第十九章 核磁共振（人体图像学选修课）第二十章 生物非线形动力学简介（信息学选修课）19