医用物理学复习资料

流体的流动

一、基本概念

1 理想液体

2 稳定流动

3 层流与湍流 流量 流阻 粘度 二、基本定律及定理

1 *连续性方程

2

211v s v s Q

sv ==

2 *柏努利方程 2

2

2212112

2

121 2

1gh v p gh v p E gh v p ρρρρρρ++=++=++

3 *泊肃叶定律 l

P P r Q R

P Q ηπ8)(214-=

?=

4 牛顿粘滞定律 dx

dv

s F η=

三、重要结果及结论

1 小孔流速问题 h g v ?=

2

2 测速、测流量问题 (皮托管，汾丘里管)

3 实际流体的能量损耗

)2

1()21(

2222121112gh v p gh v p E ρρρρ++-++

=? 4 雷诺数及判据 η

ρvr

=Re 四、注意的问题

空气中有大气压 Pa P 5

010013.1?=

水的密度 3kg/m 1000=ρ

空吸与虹吸现象

振动和波

一、基本概念

1 振动 简谐振动 谐振动的矢量表示

2 振幅 初相位 圆频率 周期

3 波速 波长 频率 v u λ=

4 振动的合成(同方向、同频率)

5 相位差 同相 反相

6 波动 波动方程的物理意义

7 波的叠加原理 二、基本规律及重要公式

1 *简谐振动方程 )cos(?ω+=t A x

2

2

0)(

x v tg v x A ω?ω

-

=+=

2 谐振动能量 2222

1

21A m kA E ω==

3 *简谐波的波动方程 ])(cos[?ω+-=u

x

t A y

4 波的强度公式 222

1

ωρuA I =

球面波 21

2211221)(,r r I I r r A A == 5 惠更斯原理

6 *波的干涉 )(21212r r --

-=?λ

π

???

干涉加强

2

112122)(2A A A k r r +==---=?π

λ

π

???

干涉减弱

2

11212)12()(2A A A k r r -=+=---=?π

λ

π

???

三、注意的问题

1、已知初始条件及振动系统性质，求振动方程 (求?=?)

2、已知振动方程，求波动方程 (确定时间上是落后还是超前 ?u

x

)

3、两振动、波动叠加时，相位差的计算

声波

一、基本概念

1 声速u

2 振动速度 声压 声特性阻抗 Z

p v A v u Z m

m m =

==,,ωρ 3 *声强 声强级 响度 响度级 )

(lg 102210

222

2dB I I

L Z

p Z p uA I e m ==

==ωρ

4 *听阈 痛阈 听阈区域

二、重要公式

1 声波方程

]

2

)(cos[)](cos[π

ωωρω+-=-

=u y t u A p u

y

t A x

2 *多普勒效应公式 0v V u V u v s

o

±=

正负号的确定 ： 0远离来确定时，根据相互靠近还是、当≠s o V V 三、注意的问题

1 两非相干的声波叠加时，声强可简单相加，而声强级不能简单相加

2 标准声强 2120/ 10m w I -=

分子动理论

一、 基本概念

1 物质的微观理论

物质是由大量的分子、原子所组成，是不连续的 分子是在作无规则的运动-----热运动 分子之间有相互作用

2 表面张力 表面能 表面活性物质 表面吸附

3 附加压强

4 润湿与不润湿 接触角 毛细现象 二、重要公式

1 *表面张力

S

E ?=?=σσL

F

2 *附加压强 )

(4)(2双液面单液面R

p R

p σσ

==

3 *毛细现象 gr

h ρθ

σcos 2=

三、注意的问题

1 表面张力产生原因

2 气体栓塞

3 *连通器两端大、小泡的变化

4 水对玻璃完全润湿，接触角为零

静电场

一、基本概念 1 电场强度 q

F =

2 电通量 ?

=Φs

e Eds θcos

3 电势能 ?

∞

∞==r

r r Edl q A W θcos 0

4 电势 ?∞

==r

r r Edl q W V θcos 0

电势差 ?

=-=b

a

b a ab Edl V V U θcos *电场力作功)(0b a ab V V q A -=

5 *电介质的极化 电极化强度V

p

p i

?=∑ 电极化率χ E p 0χε=

6 介电常数

r

r εεεχ

ε01=+=

7 电场能量密度 ,212

E e εω=电场能量?=V

e dV W ω 二、基本规律

1 高斯定理

1

cos εθ∑??==

n

i i

q

Eds

2 环路定理

0cos =?θEdl

3 *场强叠加原理 ∑==

n

i i

1

4 *电势叠加原理 ∑==

n i i

V

V 0

5 场强与电势的关系

dn

dV -=

6 *有介质时：介质中的场强与外场强的关系r

E E ε0

=， 电容关系0C C r ε=

三、场强、电势的计算 1 *点电荷 场强 2

041

r q E πε=

电势 r

q V 041

πε=

2 *点电荷系 电偶极子 场强 )(41 )( 241

3030中垂线，延长线r p E r p E πεπε==

电势 cos 412

0θπεr

p

V =

电偶极矩ql p = 3 连续带电体

均匀带电长直棒 a E λ

πε041=

均匀带电圆环 )1(22

2

x

R x q E +-

=

πε

均匀带电无限大平板 02εσ=

E 平板电容器 0

εσ=E )1

1(`σεσr

-

= E 0`εσx p ==

均匀带电球壳 )(0),(41

2

0R r E R r r q

E <=>=

πε

均匀带电球体 )(41),(41

2

030R r r q E R r R qr E >=<=

πεπε

直流电

一、基本概念

1电流强度 dt dq

i =

2电流密度 ds

di

j =

3 *充、放电时间常数 RC =τ

二、基本定律及重要关系式

1 电流密度与漂移速度关系 v v Zen j e ρ==

2 *欧姆定律微分形式 E j σ=

3 *一段含源电路欧姆定律 ∑∑-=i

i

i

ab R I U ε

4 *节点电流定律 0=∑i

I

5 *回路电压定律 0=-∑∑i

i

i

R I ε

6 充放电规律

充电： )1(RC

t e C q --=ε

)1(RC

t c e u --=ε

RC

t c e

R

i -

=

ε

放电：

RC

t e

C q -

=ε

RC

t c e

u -

=ε

RC

t c e

R i -

=ε

三、注意问题

1、 *一套符号规则

2、 解题后对解要说明

几何光学

一、基本概念

1 焦点 焦距 焦度

2 近点 远点 明视距离 视力 *近视眼 *远视眼 散光眼

3 线放大率 h

h m '

=， 单薄透镜p p m '-=

4 *角放大率 β

γα=

(单放大镜f 25

=α, *显微镜 目物f f L m M 25-==α)

5 *分辨本领 A

N n z .61.0sin 61.0λ

βλ==

6 数值孔径 βsin ..n A N = 二、重要关系式

1 单球面 *成像公式

r

n n p n p n 1

2

'21-=+ 焦距公式 1

2221211,n n r

n f n n r n f -=-=

焦度公式 r

n n 1

2-=

Φ 2 共轴球面系统 厚透镜 (方法：单球面依次成像) 3 薄透镜 *成像公式

f

p p 1

11'=

+ *焦距公式 12

100)]1

1([

---=r r n n n f 焦度公式 f

1=

Φ 4 薄透镜组 一般情形： (方法：薄透镜依次成像)

密接情形：

f

p p 1

11'=+， 21111f f f += 三、注意的问题

1 *符号规则

2 *依次成像时：前次所成的像作为后次成像的物的虚实

3 系统所成像的性质要说明(位置、大小、虚实、正倒)

一、基本概念

1 相干光 *光程 干涉 衍射 偏振

2 *半波损失 *半波带

3 自然光 偏振光 布儒斯特角 双折射 二、基本规律及重要关系式

1 干涉 *杨氏双疑缝干涉 亮纹 ) .......2,1,0( sin =±=k k d λθ 暗纹 ) ........2,1( 2

)12(sin =-±=k k d λ

θ

*薄膜干涉 总的光程差=实际光程差+附加光程差 加强 ) 2,1,0( ==?k k s λ 减弱 ) 2,1,0( 2

)12(=+=?k k s λ

2 衍射 单缝衍射 *暗纹 ) .......2,1( sin =±=k k a λθ 亮纹 ) ......2,1( 2

)12(sin =+±=k k a λ

θ

圆孔衍射 第一暗环满足：暗纹 22.1sin λ?=D 3 光栅 光栅方程 *亮纹 ) .......2,1,0( sin =±=k k d λθ 4 偏振 *布儒斯特定律 1

2

0n n tgi =

*马吕斯定律 θ2

0cos I I =

四、注意的问题

1 薄膜干涉时光在界面反射有无半波损失

2 单缝衍射考虑衍射条纹亮、暗的公式与干涉相反，取决于半波带的奇偶性

3 光栅存在缺级、最大级数问题

4 自然光通过偏振片光强减小一半

一、基本概念

1 热辐射 单色辐射出射度 单色吸收率

2 黑体 *普朗克量子假设

3 光子 逸出功 临阈频率 波粒二象性

4 自发辐射 *受激辐射 粒子数反转 光放大 亚稳态

5 光电效应 康普顿效应 二、基本规律

1 基尔霍夫定律

λλ

λ

0M a M i i = 2 *维恩位移定律

T

b m =

λ 3 *斯特藩-波尔兹曼定律 4

)(T T M σ= 4 *爱因斯坦光电效应方程 A mV hv +=

22

1

5 *波粒二象性

λ

h P hv

E =

=

三、注意的问题 1 有关物理常数

2 *激光器的组成及特性

X 射线

一、基本概念

1 强度 *硬度 *轫致辐射

2 *线衰减系数 质量衰减系数 质量厚度x x m ρ= 半价层u

x 2

ln 2

1=

二、重要关系式

1 强度 i

i

hv n I ∑=

2 *连续谱的最短波长 )()

(242

.1nm KV U m =

λ

3 *强度衰减规律 m

m x u ux

e I e

I I --==00

4 *低能时质量衰减系数的表示式

3λαkZ u m =

三、注意的问题

1 *X 射线谱的特点：连续谱与管压有关，与靶材料无关 标识谱与靶材料有关，与管压无关

2 X 射线的基本性质

3 管电压、管电流反映的物理实质 管电流----X 射线的强度 管电压----X 射线的硬度

原子核和放射性

一、基本概念

1 原子质量单位 核素 *同位素 质量亏损 比结合能

2 放射性 *核衰变 俄歇电子

3 *衰变常数 *半衰期 平均寿命 λ

λ

τ2

ln ,1

2/1=

=T *活度

4 电离比值 射程 二、重要关系式

1 核半径 3

10A r r =

2 *核的衰变规律

2/1)

21(00T t

t

N N e N N --==λ

N

A e A A t λλ==-0

五、注意的问题

1 *射线作用方式及防护要点：

带电粒子 α粒子：电离作用强 穿透力弱 防止内照射

β粒子：电离作用弱，轫致辐射强，散射强 穿透力强 防止吸收伤害

用铝、有机玻璃等轻材料防护

光子类 光电效应 康普顿效应 电子对效应 用铅等重金属材料防护

中子 散射 核反应 用含氢多的材料吸收 (如水、石蜡)

2 各种核衰变过程的位移规则及能谱特点

3 结合能与原子核稳定性的关系

4 比结合能与核能利用的关系

医用物理学常见简答题

1简述细胞除极和复极的过程。

心肌细胞兴奋时，由于细胞膜对各种离子的通透性改变，电位有静息时的外正内负变为此时的外负内正，这个过程就是除极。

心肌细胞等效为一个电偶极子，其电矩方向与除极的传播方向相同，除极是一个极其短暂的过程，细胞又恢复到外负内正，此过程叫复极。

2心电图与心向量图的关系如何？

由某一导联得到的心电图是心向量图在该导联这轴上的投影，实际上是空间心电向量环经过二次投影形成的。

3为什么示波器的水平扫描线可以作为待测信号的时间轴？

锯齿波电压与时间的关系是u=kt，而光点在水平方向上的位移与偏转电压成正比，所以光点在水平扫描线上偏转的位移即水平扫描线的长度与时间成正比。

4示波器主要由哪三部分组成？各起什么作用？

由示波管。垂直放大器。锯齿波放大器。水平放大器。同步装置。组成

示波器显示待测信号。垂直放大器放大待测信号。锯齿波发生器是产生扫描电压的电路。水平放大器用于放大锯齿波电压信号。同步装置用于产生同步信号，是锯齿波频率与待测信号频率保持整数倍关系。

5什么是电泳？简述电泳技术分离人体血浆蛋白质的物理原理。

悬浮或溶解在电解质溶液中的带电微粒在外加电场作用下迁移的现象叫做电泳。

电泳技术就是利用人体血浆中的多种蛋白质在电场力作用下，由于质量、体积、带电量不同因而迁移速度不一样的现象来达到电泳分离的目的。

6何谓超声波？它有哪些重要特性？产生超声波的必要条件？

频率高于20000Hz的机械波成为超声波。

重要特性：①可定向发射，在介质中沿直线传播且具有良好的指向性②能量高③在界面上能产生反射、折射和波形转换④穿透能力强

必要条件①有做超声振动的波源②有能传播超声振动的介质