山大醫(yī)學(xué)物理學(xué)教學(xué)大綱

1、醫(yī)學(xué)物理學(xué)教學(xué)大綱一、課程簡(jiǎn)介醫(yī)用物理學(xué)是物理學(xué)的重要分支，是物理學(xué)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合所形成的交叉學(xué)科。醫(yī)學(xué)物理學(xué)是醫(yī)學(xué)類各專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，由理論課和實(shí)驗(yàn)課兩部分組成。其內(nèi)容是根據(jù)醫(yī)學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)選定的。理論課在內(nèi)容上，既要有物理學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，又要與醫(yī)學(xué)有機(jī)的結(jié)合。因此，本課程包含了力學(xué)基本定律、物體的彈性、流體的運(yùn)動(dòng)及液體的表面現(xiàn)象、振動(dòng)、波動(dòng)、聲學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、直流電、光學(xué)、激光、x射線、原子核和放射性、量子力學(xué)基礎(chǔ)等物理知識(shí)。還包含以上物理知識(shí)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。如肌肉、骨骼的力學(xué)性質(zhì)、血液的流動(dòng)、呼吸系統(tǒng)氣體的流動(dòng)、聽(tīng)覺(jué)的物理過(guò)程及聽(tīng)力測(cè)試、人體導(dǎo)電性、心電、腦電、電生理有關(guān)知識(shí)、以及激

2、光、x射線、原子核和放射性在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用等，將物理學(xué)知識(shí)、思想、技術(shù)、方法與醫(yī)學(xué)有機(jī)的融于一體。每章都給出了相當(dāng)數(shù)量的思考題、習(xí)題，幫助學(xué)生理解和掌握各章的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)課共開(kāi)設(shè)與醫(yī)學(xué)聯(lián)系緊密的實(shí)驗(yàn)。包括誤差理論、儀器介紹、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、醫(yī)學(xué)物理和綜合性實(shí)驗(yàn)。適用于高等醫(yī)藥院校及綜合大學(xué)五年制和長(zhǎng)學(xué)制學(xué)生，也可供醫(yī)藥院校其他專業(yè)、生命科學(xué)有關(guān)專業(yè)的師生和研究者作參考書(shū)二、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)醫(yī)學(xué)物理學(xué)是醫(yī)學(xué)類各專業(yè)的一門重要必修基礎(chǔ)課，它對(duì)醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力培養(yǎng)有著及其重要的作用。其目的是使醫(yī)學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握現(xiàn)代醫(yī)學(xué)所需要的物理學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)、基本理論、基本技能；掌握必

3、要的影像物理學(xué)、生物物理學(xué)基本知識(shí)和基本技能；掌握一些基本實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)、科學(xué)研究和探索的能力，培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)；為后續(xù)醫(yī)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課打下扎實(shí)的物理學(xué)理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能，為學(xué)生將來(lái)從事醫(yī)學(xué)研究和實(shí)踐打下必要的基礎(chǔ)。在為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代的科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的探索、創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。本課程的教學(xué)任務(wù)一個(gè)學(xué)期完成。理論課主要介紹：靜力學(xué)的基本概念、剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)、物體的彈性、流體的運(yùn)動(dòng)、液體的表面現(xiàn)象、機(jī)械振動(dòng)、波動(dòng)和聲、靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒電流、電磁現(xiàn)象、波動(dòng)光學(xué)、量子力學(xué)基礎(chǔ)、射線、原子核

4、和放射性等基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)。 三、教學(xué)基本要求通過(guò)理論課教學(xué)，使學(xué)生掌握力學(xué)的基本理論知識(shí)。其中包含有：力學(xué)基本定律、物體的彈性、流體的運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)、波動(dòng)。掌握電學(xué)的基本理論知識(shí)，液體的表面現(xiàn)象。掌握電學(xué)的基本理論知識(shí)。包含：靜電場(chǎng)、直流電、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)。掌握光學(xué)的基本理論知識(shí)，主要是波動(dòng)光學(xué)的內(nèi)容。掌握激光、x射線、原子核和放射性、量子力學(xué)基礎(chǔ)等物理知識(shí)。的基本性質(zhì)。了解包含以上物理知識(shí)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用如肌肉、骨骼的力學(xué)性質(zhì)、血液的流動(dòng)、呼吸系統(tǒng)氣體的流動(dòng)、聽(tīng)覺(jué)的物理過(guò)程及聽(tīng)力測(cè)試、人體導(dǎo)電性、心電、腦電、電生理有關(guān)知識(shí)、以及激光、x射線、原子核和放射性在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用等，將物理學(xué)知識(shí)、思想、

5、技術(shù)、方法與醫(yī)學(xué)有機(jī)的融于一體。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，使學(xué)生掌握物理實(shí)驗(yàn)測(cè)量誤差的基本知識(shí)，具有正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本能力。了解醫(yī)用物理學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器的主要用途，掌握常用儀器的使用方法，能夠調(diào)節(jié)常用實(shí)驗(yàn)裝置，并基本掌握常用的操作技術(shù)。掌握物理實(shí)驗(yàn)中常用的實(shí)驗(yàn)和測(cè)量方法。掌握進(jìn)行常用物理量的一般測(cè)量，長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、熱量、溫度、電流強(qiáng)度、電壓、電阻、磁感應(yīng)強(qiáng)度、折射率、能量、物性參數(shù)等的測(cè)量。掌握常用儀器的性能，并學(xué)會(huì)使用方法和基本操作技能，長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器、計(jì)時(shí)儀器、測(cè)溫儀器、變阻器、電表、交、直流電橋、示波器、激光器、光纖和傳感器，低頻信號(hào)發(fā)生器、分光計(jì)、光譜儀等。以加強(qiáng)基本操作規(guī)范化訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生

6、綜合實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力。 四、教學(xué)內(nèi)容及要求緒論【目的要求】 了解物理學(xué)的發(fā)展和研究?jī)?nèi)容、物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系、物理學(xué)的地位和任務(wù)，掌握物理學(xué)的學(xué)習(xí)方法?！緝?nèi)容】 物理學(xué)的發(fā)展和研究?jī)?nèi)容、物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系、物理學(xué)的地位和任務(wù)，物理學(xué)的學(xué)習(xí)方法。第一章 力學(xué)基本規(guī)律【目的要求】1掌握：轉(zhuǎn)動(dòng)定律和角動(dòng)量守恒定律。應(yīng)力和應(yīng)變、彈性模量，相關(guān)計(jì)算，2熟悉：功能原理、機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律。3了解：骨骼和肌肉的力學(xué)性質(zhì)，人體受力分析在醫(yī)學(xué)上的意義?！緝?nèi)容】質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律，功和勢(shì)能，能量守恒定律，動(dòng)量守恒定律。剛體的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) ，剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，力矩，轉(zhuǎn)動(dòng)定律，角動(dòng)量，角動(dòng)量守恒

7、定律，旋進(jìn)。物體的彈性，應(yīng)力，應(yīng)變，彈性和塑性，彈性模量。人體受力分析及在醫(yī)學(xué)上的意義。第三章 流體的運(yùn)動(dòng)【目的要求】 1掌握：理想流體的模型及相關(guān)概念。理想流體的連續(xù)性方程和伯努利方程及應(yīng)用。牛頓黏性定律和泊肅葉定律。2熟悉：黏性流體伯努利方程，層流、湍流與雷諾數(shù)的關(guān)系。斯托克斯定律。3了解：血液流動(dòng)特性。血流速度、血壓和心臟做功。【內(nèi)容】 理想流體、穩(wěn)定流動(dòng)、流線、流管等概念 。理想流體的連續(xù)性方程，伯努利方程及應(yīng)用、計(jì)算。實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)流阻、外周阻力、層流、湍流等概念。雷諾數(shù)及計(jì)算。泊肅葉定律。頓黏性定律。斯托克斯定律。血液流速計(jì)、血液流量計(jì)原理。血液的流動(dòng)。 肺部氣體的流動(dòng)。第四章 液

8、體的表面現(xiàn)象【目的要求】 掌握：液體的表面張力、表面能的概念并會(huì)相關(guān)計(jì)算。彎曲液面附加壓強(qiáng)的產(chǎn)生機(jī)理，會(huì)相關(guān)計(jì)算。接觸角的概念。毛細(xì)現(xiàn)象 ，會(huì)相關(guān)計(jì)算。氣體栓塞現(xiàn)象。熟悉：表面活性物質(zhì)。表面吸附。了解：表面活性物質(zhì)在肺部呼吸時(shí)的作用及醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用?！緝?nèi)容】 液體的表面張力。表面能。彎曲液面的附加壓強(qiáng)。接觸角。毛細(xì)現(xiàn)象 。氣體栓塞現(xiàn)象。表面活性物質(zhì)。表面吸附。在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。第五章 機(jī)械振動(dòng)【目的要求】1.掌握：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的基本規(guī)律，簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖示法，描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物理量和相關(guān)計(jì)算，簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程。2.熟悉：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成求法，會(huì)相關(guān)計(jì)算。3.了解：阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)、共振的特點(diǎn)，振動(dòng)的分解、

9、拍的產(chǎn)生，振動(dòng)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。【內(nèi)容】簡(jiǎn)諧振動(dòng)的基本規(guī)律。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征量。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的矢量表示法。同方向、同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成。拍。阻尼振動(dòng)。受迫振動(dòng)和共振。同方向、不同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成。兩同頻率、相互垂直簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成。振動(dòng)的分解。振動(dòng)譜。醫(yī)學(xué)應(yīng)用。 第六章 波動(dòng)和聲【目的要求】1.掌握：波動(dòng)的基本規(guī)律，平面簡(jiǎn)諧波波動(dòng)方程的物理意義，聲強(qiáng)級(jí)的概念和多普勒效應(yīng)的物理意義和計(jì)算方法。2.熟悉：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成求法，惠更斯原理及波的疊加原理，波的干涉及駐波形成的規(guī)律，能量密度、能流密度和聲強(qiáng)等基本概念。3.了解：超聲波、次聲波的基本特性及其醫(yī)藥應(yīng)用?！緝?nèi)容】機(jī)械波的產(chǎn)生。波動(dòng)的

10、特征量。平面簡(jiǎn)諧波動(dòng)方程及物理意義?；莞乖?。波的疊加原理。波的干涉。聲強(qiáng)級(jí)的概念及計(jì)算。多普勒效應(yīng)及應(yīng)用。波的能量。波的強(qiáng)度 。波的衰減。駐波。聲波的性質(zhì) 。人耳的聽(tīng)覺(jué)區(qū)域 。響度級(jí)。聽(tīng)力測(cè)試與助聽(tīng)。超聲波的產(chǎn)生。超聲波的特性和作用。超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。 第七章 靜 電 場(chǎng)【目的要求】 1.掌握: 場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)的基本性質(zhì)及其疊加原理，掌握高斯定理、靜電場(chǎng)的環(huán)路定理及其應(yīng)用，會(huì)相關(guān)計(jì)算，電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系，會(huì)相關(guān)計(jì)算。2.熟悉：靜電場(chǎng)中電介質(zhì)的一些基本性質(zhì)，電容、電容器及電場(chǎng)能量的計(jì)算。3了解：電偶層，人體內(nèi)的電現(xiàn)象?！緝?nèi)容】 電場(chǎng)的基本性質(zhì)。電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)的概念，場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理及計(jì)算，電

11、偶極子的電場(chǎng)電通量的概念及計(jì)算。高斯定理及應(yīng)用。靜電場(chǎng)力做功。電偶極子的電場(chǎng)。靜電場(chǎng)的環(huán)路定理。電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系。電介質(zhì)的極化。電介質(zhì)中的靜電場(chǎng)。電位移 有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理。電容、電容器。電場(chǎng)的能量。電偶層。人體內(nèi)的電現(xiàn)象。 第八章 直 流 電 路【目的要求】1掌握：電流密度、電動(dòng)勢(shì)的概念；一段含源電路的歐姆定律，并能應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。掌握基爾霍夫第一定律，基爾霍夫第二定律，并能應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。掌握電容器的充放電規(guī)律和特點(diǎn)。2熟悉：溫差電現(xiàn)象、接觸電勢(shì)差、電子逸出功的基本概念。3了解：神經(jīng)電纜的電信號(hào)傳輸過(guò)程和分析模型。【內(nèi)容】 電流密度、電動(dòng)勢(shì)的概念及計(jì)算。歐姆定律的微分形式。一段含

12、源電路的歐姆定律，基爾霍夫第一定律，基爾霍夫第二定律，及以上三定律的應(yīng)用。電容器的充電過(guò)程，電容器的放電過(guò)程，時(shí)間常數(shù)的概念及計(jì)算。電泳。神經(jīng)纖維的電纜方程（神經(jīng)細(xì)胞、神經(jīng)纖維、電纜方程）。第九章 電磁現(xiàn)象【目的要求】 1掌握：磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、磁矩的概念及電流的磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、載流導(dǎo)線、載流線圈的作用及計(jì)算。2熟悉：磁感應(yīng)線、質(zhì)譜儀和霍耳效應(yīng)的原理，磁介質(zhì)的基本性質(zhì)，電磁感應(yīng)定律，動(dòng)感電動(dòng)勢(shì)；渦旋電場(chǎng)，3. 了解：渦旋電場(chǎng)，磁場(chǎng)的生物效應(yīng)。【內(nèi)容】 磁感應(yīng)強(qiáng)度。畢奧-沙伐爾定律。安培環(huán)路定律。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用。磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線、載流線圈的作用。磁矩，磁介質(zhì)、順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)

13、、鐵磁質(zhì)。磁介質(zhì)磁化微觀過(guò)程。磁介質(zhì)中的磁場(chǎng)?；舳?yīng)。電磁感應(yīng)定律。動(dòng)感電動(dòng)勢(shì)。渦旋電場(chǎng)。磁場(chǎng)的生物效應(yīng)。第十章 光的波動(dòng)性【目的要求】1. 掌握：相干光、光程、光程差、偏振、半波損失等概念。楊氏雙縫干涉、夫朗和費(fèi)單縫衍射、光柵衍射的基本原理和公式。馬呂斯定律，布儒斯特定律，朗伯-比爾定律。2. 熟悉：光的雙折射、物質(zhì)的旋光性、薄膜干涉、劈尖干涉，邁克爾干涉儀的原理及公式 3. 了解：牛頓壞，圓孔衍射，圓二色性，光的散射，藥物的旋光性。【內(nèi)容】 光的相干性。光程，光程差。楊氏雙縫干涉。勞埃鏡。薄膜干涉。等厚干涉。夫朗和費(fèi)單縫衍射。圓孔衍射。光柵衍射。馬呂斯定律。布儒斯特定律。朗伯-比爾定律。

14、光的雙折射。物質(zhì)的旋光性。自然光和偏振光。起偏、檢偏。藥物的旋光性。第十一章 光的粒子性【目的要求】 1掌握：普朗克量子假設(shè)以及它與經(jīng)典理論的區(qū)別，光電效應(yīng)的基本規(guī)律，愛(ài)因斯坦的光子理論。光的波粒二象性。激光產(chǎn)生的機(jī)理。2熟悉：自發(fā)輻射、受激輻射，受激吸收，亞穩(wěn)態(tài)，粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的幾個(gè)基本概念，基爾霍夫輻射定律，絕對(duì)黑體的輻射定律，康普頓效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。3. 了解：光電效應(yīng)的應(yīng)用。激光的生物效應(yīng) ，激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用?！緝?nèi)容】 黑體輻射。光電效應(yīng) 。康普頓效應(yīng)。普朗克量子假設(shè)。愛(ài)因斯坦的光子理論。光的波粒二象性。自發(fā)輻射、受激輻射，受激吸收，亞穩(wěn)態(tài)，粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，激光的產(chǎn)生。光學(xué)諧振腔，激光

15、的特點(diǎn)，激光的生物效應(yīng) ，激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。第十二章 X射線【目的要求】 1掌握：管電流、管電壓、吸收系數(shù)的概念。短波極限的概念及計(jì)算，半價(jià)層的概念及計(jì)算。X射線的強(qiáng)度 ，X射線的硬度。2熟悉：連續(xù)X射線譜，標(biāo)識(shí)X射線譜產(chǎn)生機(jī)理和規(guī)律。3. 了解：X射線的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。【內(nèi)容】 X射線的基本性質(zhì)。X射線的發(fā)生裝置。X射線的產(chǎn)生。管電流、管電壓、X射線的強(qiáng)度 。X射線的硬度。X射線譜：連續(xù)X射線譜，標(biāo)識(shí)X射線譜。物質(zhì)對(duì)X射線的吸收。半價(jià)層。醫(yī)學(xué)應(yīng)用： X射線攝影（常規(guī) 數(shù)字），X-CT，治療（放射治療 電離 生物效應(yīng)）。第十三章原子核和放射性【目的要求】1掌握：原子核的基本性質(zhì)，原子核的質(zhì)量虧損與

16、結(jié)合能，相關(guān)計(jì)算。原子核的衰變類型和衰變規(guī)律，相關(guān)計(jì)算。半衰期、平均壽命、有效半衰期的概念。放射性活度的概念，相關(guān)計(jì)算。2熟悉：原子核的自旋與磁矩。放射線與物質(zhì)的相互作用。輻射劑量。3了解：人工核反應(yīng)，放射線的劑量以及放射性核素在醫(yī)藥方面的應(yīng)用。對(duì)放射線的輻射防護(hù)。【內(nèi)容】原子核的組成。原子核的大小與密度 。原子核的性質(zhì)。質(zhì)量虧損和結(jié)合能。原子核的穩(wěn)定性。核的衰變規(guī)律。半衰期與平均壽命。有效半衰期。放射性活度。統(tǒng)計(jì)漲落現(xiàn)象。衰變和內(nèi)轉(zhuǎn)變。衰變 。衰變。光子與物質(zhì)的相互作用。帶電粒子與物質(zhì)的相互作用。中子與物質(zhì)的相互作用。輻射劑量：照射量、吸收劑量、劑量當(dāng)量。輻射防護(hù)。放射性核素在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用：

17、探測(cè)、治療、示蹤。說(shuō)明：本大綱理論課部分下面畫(huà)線的為重點(diǎn)內(nèi)容，要求學(xué)生牢固掌握，其他為熟悉及了解的內(nèi)容。五、使用教材和教學(xué)參考書(shū)使用教材：“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 醫(yī)用物理學(xué)，武宏 主編，科學(xué)出版社，2008.2 參考教材：1. 醫(yī)學(xué)物理學(xué) 黃耀熊 主編 高等教育出版社，2003.9 2. 醫(yī)用物理學(xué)， 胡新珉主編 北京：人民衛(wèi)生出版，20063. 影像物理學(xué) 主編 張澤寶 人民衛(wèi)生出版社，2003.84物理學(xué)， 武宏主編， 人民衛(wèi)生出版社，20011.75. 物理學(xué)， 劉克哲 張承鋸 主編 高等教育出版社，6 力學(xué)基礎(chǔ)， 漆安慎 杜嬋英主編 高等教育出版社， 7 電磁學(xué)， 梁燦彬 秦光戎 梁竹健 主編 高等教育出版社，8. 光學(xué)教程，主編 姚啟鈞 高等教育出版社9原子物理學(xué)， 主編 褚圣麟 高等教育出版社 六、考核方式本課程采用閉卷考試，期末學(xué)校統(tǒng)一安排時(shí)間進(jìn)行考試，占總成績(jī)的80% ；平時(shí)成績(jī)占20% 。七、習(xí)題課習(xí)題課是消化和掌握所學(xué)理論知識(shí)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。挑選各章節(jié)典型習(xí)題進(jìn)行講解。重視解題過(guò)程中的分析方法和技巧，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新意識(shí)，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。八