醫用物理學(第2版)

前言
緒論/1
第1章物體的彈性骨與肌肉的力學特性
/4
1.1應力和應變4
1.1.1應力4
1.1.2應變5
1.2彈性與塑性彈性模量6
1.2.1彈性與塑性6
1.2.2彈性模量6
1.3骨與肌肉的力學特性7
1.3.1骨骼的力學特性7
1.3.2肌肉的力學特性10
1.4力學在醫學中的應用12
1.4.1骨骼系統的力學分析12
1.4.2心血管系統的力學分析13
1.4.3呼吸系統的力學分析13
1.4.4康復工程中的力學應用14
1.4.5醫療器械中的力學設計15
習題116
第2章振動/17
2.1簡諧振動17
2.1.1簡諧振動方程17
2.1.2描述簡諧振動的特徵量18
2.1.3簡諧振動的旋轉矢量表示法21
2.1.4簡諧振動的能量22
2.2簡諧振動的合成23
2.2.1兩個同方向、同頻率簡諧振動的合成23
2.2.2兩個同方向、不同頻率簡諧振動的合成24
2.2.3兩個互相垂直的簡諧振動的合成25
2.3振動的分解頻譜分析26
2.4阻尼振動受迫振動共振28
2.4.1阻尼振動28
2.4.2受迫振動29
2.4.3共振30
2.5振動在醫學中的應用30
2.5.1機械振動對人體的生物效應30
2.5.2振動測量技術在臨床上的應用32
習題234
第3章波動聲波/35
3.1機械波35
3.1.1機械波的產生35
3.1.2波面波線35
3.1.3波長、波的週期和頻率、波速36
3.2平面簡諧波的波動方程37
3.2.1平面簡諧波的波函數37
3.2.2波函數的物理意義38
3.3波的能量、強度和衰減40
3.3.1波的能量41
3.3.2波的強度42
3.3.3波的衰減42
3.4惠更斯原理波的衍射及其解釋42
3.4.1惠更斯原理42
3.4.2波的衍射及其解釋43
3.5波的疊加與干涉43
3.5.1波的疊加原理43
3.5.2波的干涉44
3.6駐波47
3.6.1駐波實驗47
3.6.2駐波方程48
3.6.3駐波的特點49
3.7聲波50
3.7.1聲壓、聲阻和聲強50
3.7.2聲波的反射和透射52
3.7.3聽覺區域52
3.7.4聲強級和響度級53
3.8聲波的多普勒效應55
3.8.1聲源和觀察者在其連線上運動55
3.8.2聲源和觀察者的運動不在其連線上56
3.8.3多普勒效應的應用57
3.9超聲波及其醫學應用59
3.9.1超聲波的特性59
3.9.2超聲波的作用59
3.9.3超聲波的產生和探測60
3.9.4超聲波在醫學中的應用61
習題363
第4章液體的流動/65
4.1理想液體的穩定流動65
4.1.1理想液體65
4.1.2連續性方程66
4.2伯努利方程及其應用67
4.2.1伯努利方程67
4.2.2伯努利方程的應用69
4.3實際液體的流動72
4.3.1實際液體的黏性與黏度72
4.3.2血液的黏度74
4.3.3湍流和雷諾數75
4.4黏性液體的流動規律76
4.4.1實際液體的伯努利方程76
4.4.2泊肅葉定律77
4.4.3血液的流動及血壓在血流過程中的分佈79
4.4.4斯托克斯定律80
4.5生物材料的結構特點及黏彈性81
4.5.1生物材料的結構特點81
4.5.2生物材料的黏彈性82
4.5.3黏彈性材料的力學模型83
4.6流體力學在醫學中的應用84
4.6.1心血管疾病與血液流動的關係84
4.6.2血流動力學在醫學診療中的應用85
習題486
第5章液體的表面現象/89
5.1液體的表面張力和表面能89
5.1.1表面張力89
5.1.2液體的表面層和表面能91
5.2彎曲液面的附加壓強及液泡內外的壓強差93
5.2.1彎曲液面的附加壓強93
5.2.2液泡內外的壓強差94
5.3毛細現象氣體栓塞95
5.3.1液體與固體接觸處的表面現象95
5.3.2毛細現象96
5.3.3氣體栓塞98
5.4表面活性物質和表面吸附肺泡中的表面活性物質99
5.4.1表面活性物質和表面吸附99
5.4.2肺泡中的表面活性物質100
5.5表面活性劑在醫學中的應用101
5.5.1表面活性劑的原理和作用101
5.5.2表面活性劑在醫藥技術中的應用102
習題5102
第6章氣體動理論與熱力學定律/105
6.1氣體動理論105
6.1.1氣體動理論的基本概念105
6.1.2理想氣體狀態方程106
6.1.3理想氣體的微觀模型與壓強公式107
6.1.4理想氣體的能量公式109
6.1.5速率分佈函數與麥克斯韋速率分佈律112
6.1.6玻爾茲曼能量定律113
6.1.7氣體的溶解高壓氧療114
6.2平衡態熱力學第一定律115
6.2.1熱力學系統與平衡態115
6.2.2准靜態過程116
6.2.3功、熱量和內能116
6.2.4熱力學第一定律118
6.3理想氣體的熱力學過程119
6.3.1等體過程119
6.3.2等壓過程119
6.3.3等溫過程120
6.3.4絕熱過程121
6.4熱力學第一定律的應用122
6.4.1人體的能量交換與基礎代謝122
6.4.2體溫的恒定和控制123
6.4.3卡諾循環125
6.4.4製冷機126
6.5熱力學第二定律及應用128
6.5.1可逆過程與不可逆過程128
6.5.2熱力學第二定律129
6.5.3卡諾定理129
6.5.4熵的概念與熵增加原理130
6.5.5生命系統的熵變131
6.6熱學在醫學中的應用132
習題6133
第7章真空中的靜電場/134
7.1庫侖定律電場強度134
7.1.1電荷庫侖定律134
7.1.2電場與電場強度135
7.1.3電場強度疊加原理136
7.2電通量高斯定理138
7.2.1電場線139
7.2.2電通量139
7.2.3高斯定理140
7.3靜電場力的功電勢145
7.3.1靜電場力的功145
7.3.2靜電場的環路定理146
7.3.3電勢能電勢電勢差146
7.3.4電勢的計算147
7.3.5等勢面電場強度與電勢的關係148
7.4電偶極子電偶層150
7.4.1電偶極子電場的電勢150
7.4.2電偶層150
7.5靜電場中的電介質151
7.5.1電介質的分類與極化151
7.5.2電介質中的靜電場