《医学物理学》课程教学大纲

1、医学物理学课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：12120111课程英文名称：Medical Physics 大学物理教研室课程面向专业：医学护理等专业课程类型：必修课 先修课程：高等数学学分： 4总学时： 60二、课程性质与目的 医学物理学是关于物理学理论与技术在医学领域的研究与应用的一门学科。如其他学科一样，它的根本进展是依赖物理学的理论、方法与技术的发展。医学物理学日益发展和壮大得益于医学发展的需要，反过来它又促进了物理学的发展。 医学物理学以医学基础及临床研究与应用的物理学方法与技术为重点，以新技术、新知识为基础，可使学生在有限的学时里了解世界科技在医学中应用的前景，在以后的工作中学会

2、自我调节，把握科技发展的动态。三、课程教学内容与要求 第一章力学的基本定律 1、教学内容与要求（1）掌握描述质点运动状态的方法，建立运动学的基本概念：质点与质点系、参考系、位置矢量、位移、速度和加速度； （2）掌握质点运动学的两类问题； （3）掌握牛顿运动定律分析和解决基本力学问题； （4）了解惯性系和非惯性系； （5）了解力学单位制及量纲； （6）理解功、动能、势能、保守力与非保守力的概念；（7）掌握动能定理、功能原理、机械能守恒定律； （8）理解动量、冲量的概念；（9）掌握动量定理和动量守恒定律；（10）理解角速度、角加速度、转动惯量和角动量的概念； （11）掌握转动定律和角动量守恒定律；

3、（12）了解应力与应变的关系以及生物组织的力学特性。2、教学重点掌握描述质点运动状态的方法，建立运动学的基本概念：质点与质点系、参考系、位置矢量、位移、速度和加速度3、教学难点应力与应变的关系以及生物组织的力学特性第二章流体的流动 1、教学内容与要求（1）理解理想流体和稳定流动的概念； （2）掌握流体连续性方程及伯努利方程并能熟练应用；（3）掌握牛顿粘滞性定律和泊肃叶公式的内涵和适用条件；（4）了解粘性流体的伯努利方程、层流、湍流、雷诺数和斯托克斯公式；（5）了解生物材料的粘弹性及力学模型、心脏作功、血液速度及血管中血压的分布。2、教学重点理想流体和稳定流动的概念，理解连续性方程及伯努利方程并

4、能熟练应用3、教学难点生物材料的粘弹性及力学模型、心脏作功、血液速度及血管中血压的分布第三章振动、波动和声波 1、教学内容与要求（1）掌握简谐振动的定义、振动方程、简谐振动的特征量以及简谐振动的能量；（2）理解简谐振动的旋转矢量表示方法；（3）理解振动方向一致、同频率的简谐运动的合成方法；（4）了解阻尼振动、受迫振动、共振；（5）掌握行波、简谐波的一般概念及波动方程；（6）了解影响波速、波的能量的因素；（7）理解惠更斯原理、波的反射和折射；（8）了解波的叠加、驻波、声波的一般概念；（9）理解等响曲线、声强的意义；（10）了解超声波的一般特性及其在生物医学领域的应用。2、教学重点简谐振动及简谐波

5、3、教学难点波的一般特性及其在生物医学领域的应用第四章狭义相对论和广义相对论 1、教学内容与要求（1）理解经典力学的绝对时空观和相对性原理，同时的相对性以及时间膨胀效应和长度收缩效应、相对论质量、动量、能量等概念；（2）了解相对论坐标变换公式、等效原理、广义相对论原理。2、教学重点同时的相对性以及时间膨胀效应和长度收缩效应3、教学难点相对性第五章气体分子动理论 1、教学内容与要求（1）掌握理想气体的状态方程、压强公式、能量公式；（2）了解麦克斯韦气体分子速率分布律，熟悉最概然速率、平均速率、方均根速率的定义及其应用；（3）了解玻耳兹曼分布律，掌握粒子在重力场中按高度分布的规律；（4）理解理想气

6、体分子的微观模型、分子动理论统计方法和液体的表面现象；（5）了解液体表面张力，表面能的概念及它们与表面张力系数的关系；（6）了解润湿、不润湿现象和毛细现象。 2、教学重点理想气体的状态方程、压强公式、能量公式，麦克斯韦气体分子速率分布律，熟悉最概然速率、平均速率、方均根速率的定义及其应用3、教学难点麦克斯韦气体分子速率分布律，熟悉最概然速率、平均速率、方均根速率的定义及其应用第六章热力学基础 1、教学内容与要求（1）理解功、热量和内能的概念，理解平衡过程；（2）掌握热力学第一定律的物理内容，并熟练应用第一定律对各等值过程及循环过程进行分析和计算；（3）掌握热力学第二定律，了解其实质和统计意义，

7、理解宏观过程的不可逆性和热力学概率之间的关系； （4）理解熵的概念、熵增加原理与能量退降、理解生命过程中的自组织现象。2、教学重点热力学第一、二定律、熵、等值过程及循环过程3、教学难点等值过程及循环过程第七章静电场 1、教学内容与要求（1）掌握库仑定律及其适用条件； （2）掌握用库仑定律和电场叠加原理计算点电荷、点电荷系的电场分布；（3）掌握电场强度、电势及其相互关系与计算； （4）掌握高斯定理与环路定理，会用电势叠加方法和场强积分方法计算点电荷、点电荷系和具有简单几何形状的带电体的电势分布； （5）了解静电场与电介质的相互作用规律； （6）理解电偶极子；（7）了解心电知识。 2、教学重点高斯

8、定理3、教学难点高斯定理第八章直流电 1、教学内容与要求（1）掌握基尔霍夫第一、第二定律； （2）掌握电容器的充、放电特性； （3）理解电流密度，欧姆定律的微分形式，生物膜电位； （4）了解神经纤维的电缆方程，动作电位。 2、教学重点基尔霍夫第一、第二定律3、教学难点神经纤维的电缆方程，动作电位第九章电磁现象 1、教学内容与要求（1）掌握磁场的物理性质，磁感应强度的定义；（2）掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律； （3）了解物质的磁性，三类磁介质的磁化现象，磁场对生物体的影响；（4）理解安培环路定理、高斯定理。2、教学重点法拉第电磁感应定律和楞次定律，安培环路定理、高斯定理3、教学难点磁场对生物

9、体的影响第十章几何光学 1、教学内容与要求（1）掌握单球面折射和共轴球面折射系统的成像规律； （2）掌握透镜成像公式和薄透镜组合成像法；（3）掌握眼睛成像的光学系统的特点；（4）理解视角、视力等概念；（5）掌握放大率的概念；（6）掌握显微镜的成像特点，分辨本领等概念。 2、教学重点透镜成像公式和薄透镜组合成像法3、教学难点视角、视力等概念第十一章波动光学 1、教学内容与要求（1）理解光的相干条件及获得相干光的基本原理和方法；（2）掌握杨氏双缝干涉实验的基本装置和实验规律及干涉条纹位置的计算；（3）理解光程的概念，掌握光程和光程差的计算方法，熟悉光程差和相位差之间的关系，理解什么情况下有半波损失

10、，什么情况下没有半波损失；（4）理解干涉条纹产生的原理，掌握薄膜等厚干涉的规律及干涉条纹位置的计算，了解薄膜干涉原理在实际中的应用；（5）了解迈克尔逊干涉仪的工作原理和应用；（6）理解惠更斯、菲涅尔原理及其在光栅衍射现象中的应用；（7）了解光栅衍射的成因和特点、光栅方程和暗纹形成条件及它们的应用；（8）了解X射线衍射的原理；（9）了解偏振光。 2、教学重点干涉与衍射3、教学难点X射线的衍射第十二章X射线 1、教学内容与要求（1）理解X射线的产生机理，X射线的性质、电子计算机X射线断层成像基本原理；（2）了解X射线机的基本组成、X射线的医学应用；（3）掌握X射线强度和硬度的概念、X射线连续谱和标

11、识谱的产生机制、物质对X射线的吸收规律。2、教学重点X射线的产生机理，X射线的性质、电子计算机X射线断层成像基本原理3、教学难点X射线的医学应用第十三章原子核和放射性 1、教学内容与要求（1）了解原子核的基本性质和原子核的衰变过程；（2）了解放射性元素的医学应用； （3）了解核磁共振成像的优点。2、教学重点原子核的基本性质和原子核的衰变过程3、教学难点放射性元素的医学应用，核磁共振成像的优点第十四章激光的医学应用 1、教学内容与要求（1）了解激光的基本原理与应用；（2）了解激光在基础医学研究与临床中的应用、医用激光器、激光安全防护知识；（3）理解激光的生物作用。2、教学重点激光的基本原理与应用

12、3、教学难点激光在基础医学研究与临床中的应用、医用激光器、激光安全防护知识第十五章生物非线性动力学基础 1、教学内容与要求（1）掌握相空间的概念；（2）了解吸引子的概念；（3）了解运动的演化趋势与运动的相空间吸引子的关系；（4）了解混沌运动的基本特征。2、教学重点相空间的概念，吸引子的概念，运动的演化趋势与运动的相空间吸引子的关系 3、教学难点混沌运动的基本特征四学时分配 学时分配表序号教 学 内 容学 时作业量（题）课堂讲授实验课习题课讨论课1第一章力学的基本定律51142第二章流体的流动51163第三章振动、波动和声波564第四章狭义相对论和广义相对论465第五章气体分子动理论3136第六章热力学基础5147第七章静电场3148第八章直流电229第九章电磁现象41610第十章几何光学2311第十一章波动光学31412第十二章X射线2213第十三章原子核和放射性21214第