《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、醫(yī)學(xué)物理學(xué)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程代碼：12120111課程英文名稱：Medical Physics 大學(xué)物理教研室課程面向?qū)I(yè)：醫(yī)學(xué)護(hù)理等專業(yè)課程類型：必修課 先修課程：高等數(shù)學(xué)學(xué)分： 4總學(xué)時(shí)： 60二、課程性質(zhì)與目的 醫(yī)學(xué)物理學(xué)是關(guān)于物理學(xué)理論與技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用的一門學(xué)科。如其他學(xué)科一樣，它的根本進(jìn)展是依賴物理學(xué)的理論、方法與技術(shù)的發(fā)展。醫(yī)學(xué)物理學(xué)日益發(fā)展和壯大得益于醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要，反過(guò)來(lái)它又促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展。 醫(yī)學(xué)物理學(xué)以醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)及臨床研究與應(yīng)用的物理學(xué)方法與技術(shù)為重點(diǎn)，以新技術(shù)、新知識(shí)為基礎(chǔ)，可使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)里了解世界科技在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的前景，在以后的工作中學(xué)會(huì)

2、自我調(diào)節(jié)，把握科技發(fā)展的動(dòng)態(tài)。三、課程教學(xué)內(nèi)容與要求 第一章力學(xué)的基本定律 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法，建立運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念：質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)系、參考系、位置矢量、位移、速度和加速度； （2）掌握質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類問(wèn)題； （3）掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析和解決基本力學(xué)問(wèn)題； （4）了解慣性系和非慣性系； （5）了解力學(xué)單位制及量綱； （6）理解功、動(dòng)能、勢(shì)能、保守力與非保守力的概念；（7）掌握動(dòng)能定理、功能原理、機(jī)械能守恒定律； （8）理解動(dòng)量、沖量的概念；（9）掌握動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律；（10）理解角速度、角加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角動(dòng)量的概念； （11）掌握轉(zhuǎn)動(dòng)定律和角動(dòng)量守恒定律；

3、（12）了解應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系以及生物組織的力學(xué)特性。2、教學(xué)重點(diǎn)掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法，建立運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念：質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)系、參考系、位置矢量、位移、速度和加速度3、教學(xué)難點(diǎn)應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系以及生物組織的力學(xué)特性第二章流體的流動(dòng) 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）理解理想流體和穩(wěn)定流動(dòng)的概念； （2）掌握流體連續(xù)性方程及伯努利方程并能熟練應(yīng)用；（3）掌握牛頓粘滯性定律和泊肅葉公式的內(nèi)涵和適用條件；（4）了解粘性流體的伯努利方程、層流、湍流、雷諾數(shù)和斯托克斯公式；（5）了解生物材料的粘彈性及力學(xué)模型、心臟作功、血液速度及血管中血壓的分布。2、教學(xué)重點(diǎn)理想流體和穩(wěn)定流動(dòng)的概念，理解連續(xù)性方程及伯努利方程并

4、能熟練應(yīng)用3、教學(xué)難點(diǎn)生物材料的粘彈性及力學(xué)模型、心臟作功、血液速度及血管中血壓的分布第三章振動(dòng)、波動(dòng)和聲波 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）掌握簡(jiǎn)諧振動(dòng)的定義、振動(dòng)方程、簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征量以及簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量；（2）理解簡(jiǎn)諧振動(dòng)的旋轉(zhuǎn)矢量表示方法；（3）理解振動(dòng)方向一致、同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成方法；（4）了解阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)、共振；（5）掌握行波、簡(jiǎn)諧波的一般概念及波動(dòng)方程；（6）了解影響波速、波的能量的因素；（7）理解惠更斯原理、波的反射和折射；（8）了解波的疊加、駐波、聲波的一般概念；（9）理解等響曲線、聲強(qiáng)的意義；（10）了解超聲波的一般特性及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。2、教學(xué)重點(diǎn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)及簡(jiǎn)諧波

5、3、教學(xué)難點(diǎn)波的一般特性及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用第四章狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）理解經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀和相對(duì)性原理，同時(shí)的相對(duì)性以及時(shí)間膨脹效應(yīng)和長(zhǎng)度收縮效應(yīng)、相對(duì)論質(zhì)量、動(dòng)量、能量等概念；（2）了解相對(duì)論坐標(biāo)變換公式、等效原理、廣義相對(duì)論原理。2、教學(xué)重點(diǎn)同時(shí)的相對(duì)性以及時(shí)間膨脹效應(yīng)和長(zhǎng)度收縮效應(yīng)3、教學(xué)難點(diǎn)相對(duì)性第五章氣體分子動(dòng)理論 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）掌握理想氣體的狀態(tài)方程、壓強(qiáng)公式、能量公式；（2）了解麥克斯韋氣體分子速率分布律，熟悉最概然速率、平均速率、方均根速率的定義及其應(yīng)用；（3）了解玻耳茲曼分布律，掌握粒子在重力場(chǎng)中按高度分布的規(guī)律；（4）理解理想氣

6、體分子的微觀模型、分子動(dòng)理論統(tǒng)計(jì)方法和液體的表面現(xiàn)象；（5）了解液體表面張力，表面能的概念及它們與表面張力系數(shù)的關(guān)系；（6）了解潤(rùn)濕、不潤(rùn)濕現(xiàn)象和毛細(xì)現(xiàn)象。 2、教學(xué)重點(diǎn)理想氣體的狀態(tài)方程、壓強(qiáng)公式、能量公式，麥克斯韋氣體分子速率分布律，熟悉最概然速率、平均速率、方均根速率的定義及其應(yīng)用3、教學(xué)難點(diǎn)麥克斯韋氣體分子速率分布律，熟悉最概然速率、平均速率、方均根速率的定義及其應(yīng)用第六章熱力學(xué)基礎(chǔ) 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）理解功、熱量和內(nèi)能的概念，理解平衡過(guò)程；（2）掌握熱力學(xué)第一定律的物理內(nèi)容，并熟練應(yīng)用第一定律對(duì)各等值過(guò)程及循環(huán)過(guò)程進(jìn)行分析和計(jì)算；（3）掌握熱力學(xué)第二定律，了解其實(shí)質(zhì)和統(tǒng)計(jì)意義，

7、理解宏觀過(guò)程的不可逆性和熱力學(xué)概率之間的關(guān)系； （4）理解熵的概念、熵增加原理與能量退降、理解生命過(guò)程中的自組織現(xiàn)象。2、教學(xué)重點(diǎn)熱力學(xué)第一、二定律、熵、等值過(guò)程及循環(huán)過(guò)程3、教學(xué)難點(diǎn)等值過(guò)程及循環(huán)過(guò)程第七章靜電場(chǎng) 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）掌握庫(kù)侖定律及其適用條件； （2）掌握用庫(kù)侖定律和電場(chǎng)疊加原理計(jì)算點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)分布；（3）掌握電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)及其相互關(guān)系與計(jì)算； （4）掌握高斯定理與環(huán)路定理，會(huì)用電勢(shì)疊加方法和場(chǎng)強(qiáng)積分方法計(jì)算點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷系和具有簡(jiǎn)單幾何形狀的帶電體的電勢(shì)分布； （5）了解靜電場(chǎng)與電介質(zhì)的相互作用規(guī)律； （6）理解電偶極子；（7）了解心電知識(shí)。 2、教學(xué)重點(diǎn)高斯

8、定理3、教學(xué)難點(diǎn)高斯定理第八章直流電 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）掌握基爾霍夫第一、第二定律； （2）掌握電容器的充、放電特性； （3）理解電流密度，歐姆定律的微分形式，生物膜電位； （4）了解神經(jīng)纖維的電纜方程，動(dòng)作電位。 2、教學(xué)重點(diǎn)基爾霍夫第一、第二定律3、教學(xué)難點(diǎn)神經(jīng)纖維的電纜方程，動(dòng)作電位第九章電磁現(xiàn)象 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）掌握磁場(chǎng)的物理性質(zhì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義；（2）掌握法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律； （3）了解物質(zhì)的磁性，三類磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象，磁場(chǎng)對(duì)生物體的影響；（4）理解安培環(huán)路定理、高斯定理。2、教學(xué)重點(diǎn)法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律，安培環(huán)路定理、高斯定理3、教學(xué)難點(diǎn)磁場(chǎng)對(duì)生物

9、體的影響第十章幾何光學(xué) 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）掌握單球面折射和共軸球面折射系統(tǒng)的成像規(guī)律； （2）掌握透鏡成像公式和薄透鏡組合成像法；（3）掌握眼睛成像的光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)；（4）理解視角、視力等概念；（5）掌握放大率的概念；（6）掌握顯微鏡的成像特點(diǎn)，分辨本領(lǐng)等概念。 2、教學(xué)重點(diǎn)透鏡成像公式和薄透鏡組合成像法3、教學(xué)難點(diǎn)視角、視力等概念第十一章波動(dòng)光學(xué) 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）理解光的相干條件及獲得相干光的基本原理和方法；（2）掌握楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的基本裝置和實(shí)驗(yàn)規(guī)律及干涉條紋位置的計(jì)算；（3）理解光程的概念，掌握光程和光程差的計(jì)算方法，熟悉光程差和相位差之間的關(guān)系，理解什么情況下有半波損失

10、，什么情況下沒(méi)有半波損失；（4）理解干涉條紋產(chǎn)生的原理，掌握薄膜等厚干涉的規(guī)律及干涉條紋位置的計(jì)算，了解薄膜干涉原理在實(shí)際中的應(yīng)用；（5）了解邁克爾遜干涉儀的工作原理和應(yīng)用；（6）理解惠更斯、菲涅爾原理及其在光柵衍射現(xiàn)象中的應(yīng)用；（7）了解光柵衍射的成因和特點(diǎn)、光柵方程和暗紋形成條件及它們的應(yīng)用；（8）了解X射線衍射的原理；（9）了解偏振光。 2、教學(xué)重點(diǎn)干涉與衍射3、教學(xué)難點(diǎn)X射線的衍射第十二章X射線 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）理解X射線的產(chǎn)生機(jī)理，X射線的性質(zhì)、電子計(jì)算機(jī)X射線斷層成像基本原理；（2）了解X射線機(jī)的基本組成、X射線的醫(yī)學(xué)應(yīng)用；（3）掌握X射線強(qiáng)度和硬度的概念、X射線連續(xù)譜和標(biāo)

11、識(shí)譜的產(chǎn)生機(jī)制、物質(zhì)對(duì)X射線的吸收規(guī)律。2、教學(xué)重點(diǎn)X射線的產(chǎn)生機(jī)理，X射線的性質(zhì)、電子計(jì)算機(jī)X射線斷層成像基本原理3、教學(xué)難點(diǎn)X射線的醫(yī)學(xué)應(yīng)用第十三章原子核和放射性 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）了解原子核的基本性質(zhì)和原子核的衰變過(guò)程；（2）了解放射性元素的醫(yī)學(xué)應(yīng)用； （3）了解核磁共振成像的優(yōu)點(diǎn)。2、教學(xué)重點(diǎn)原子核的基本性質(zhì)和原子核的衰變過(guò)程3、教學(xué)難點(diǎn)放射性元素的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，核磁共振成像的優(yōu)點(diǎn)第十四章激光的醫(yī)學(xué)應(yīng)用 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）了解激光的基本原理與應(yīng)用；（2）了解激光在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究與臨床中的應(yīng)用、醫(yī)用激光器、激光安全防護(hù)知識(shí)；（3）理解激光的生物作用。2、教學(xué)重點(diǎn)激光的基本原理與應(yīng)用

12、3、教學(xué)難點(diǎn)激光在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究與臨床中的應(yīng)用、醫(yī)用激光器、激光安全防護(hù)知識(shí)第十五章生物非線性動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）掌握相空間的概念；（2）了解吸引子的概念；（3）了解運(yùn)動(dòng)的演化趨勢(shì)與運(yùn)動(dòng)的相空間吸引子的關(guān)系；（4）了解混沌運(yùn)動(dòng)的基本特征。2、教學(xué)重點(diǎn)相空間的概念，吸引子的概念，運(yùn)動(dòng)的演化趨勢(shì)與運(yùn)動(dòng)的相空間吸引子的關(guān)系 3、教學(xué)難點(diǎn)混沌運(yùn)動(dòng)的基本特征四學(xué)時(shí)分配 學(xué)時(shí)分配表序號(hào)教 學(xué) 內(nèi) 容學(xué) 時(shí)作業(yè)量（題）課堂講授實(shí)驗(yàn)課習(xí)題課討論課1第一章力學(xué)的基本定律51142第二章流體的流動(dòng)51163第三章振動(dòng)、波動(dòng)和聲波564第四章狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論465第五章氣體分子動(dòng)理論3136第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)5147第七章靜電場(chǎng)3148第八章直流電229第九章電磁現(xiàn)象41610第十章幾何光學(xué)2311第十一章波動(dòng)光學(xué)31412第十二章X射線2213第十三章原子核和放射性21214第