医学物理学 医学物理学五年制教学大纲45学时定稿学习资料

-PAGE9-《医学物理学Ⅰ》五年制本科教学大纲课程编号：课程名称：《医学物理学》英文名称：《MedicalPhysics》总学时：45学时(理论课：30学时实验课：15学时)学分：2.5学分自主学习：16学时适用对象：预防医学；临床医学；麻醉学；医学影像学；医学检验；法医学。课程考核：终结性考核，占总成绩60％-70％；形成性考核，占总成绩30％-40％。其中，实验考核（20％-30％）、阶段考核／期中考核（10％）。《医学物理学》是高等医学教育中一门重要的基础课，它的任务和目的是使学生比较系统地掌握现代医学所需要的物理学基础理论、基本知识、基本技术和方法，培养学生辩证唯物主义世界观和分析问题、解决问题的能力。课程的学习为医学生深入认识和理解生命现象、后续课程的学习以及将来从事临床和生命科学研究工作打下必要的物理基础。通过本门课程的学习：（一）授予学生系统的物理学知识,使他们在中学物理学的基础上进一步掌握物理学的基本概念、基本规律及研究方法,扩大物理学的知识领域，为学习现代医学准备必要的物理基础。（二）通过物理实验使学生获得物理实验方法和基本技能的训练,培养学生的科研工作能力和良好的工作作风。（三）通过对物质运动的普遍规律的认识,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观,通过了解物理学在我国的发展和应用,对学生进行爱国主义和社会主义教育。按照教学计划，《医学物理学》课堂教学总学时为45学时。其中,理论课30学时,实验课15学时。此外，为了培养学生自主学习、自我获取知识的能力，充分调动学生学习的主动性和积极性。大纲提倡学生自主学习，并设置了18学时的自主学习内容，其基本内容为教材的部分与医学密切相关章节，借此拓宽学生的知识面，尽可能多的让学生了解物理学原理和技术在临床和医学研究中的应用和进展，进一步加深医学生对生命现象的认识和理解。自主学习内容视同课堂讲授内容，在课程考核中作同等要求。绪论目的要求：熟悉物理学的研究对象、物理学与医学的内在联系。学时安排:理论课：1学时。实验课：0学时。自主学习：1学时。教学内容：物理学的研究对象,物理学与生命科学的关系,物理学的研究方法及其科学思维（自主学习）。第三章流体的运动目的要求：一、掌握：1．理想流体和稳定流动的概念。2．连续性方程及伯努利方程的物理意义并熟练应用。3．泊肃叶定律的物理意义及应用。二、熟悉：1．理解粘性流体伯努利方程的物理意义、层流和湍流、雷诺数。2．理解血液在循环系统中的血流速度分布及血压分布。三、了解:1．牛顿粘滞定律的物理意义、斯托克斯定律及其应用。2.血液的组成及特性。学时安排:理论课：5学时。实验课：2学时。自主学习：2学时。教学内容：一、基本概念或关键词：理想流体,稳定流动，流线，流管，粘性流体，层流和湍流。二、主要教学内容：（一）理论课及自主学习1．理想流体稳定流动：理想流体，稳定流动，连续性方程。2．伯努利方程：伯努利方程，伯努利方程的应用。3．粘性流体的流动：层流和湍流，牛顿粘滞定律，雷诺数。4．粘性流体的运动规律：粘性流体的伯努利方程，泊肃叶定律，斯托克斯定律（自主学习）。5．血液的组成及特性（自主学习）。6．血液在循环系统中的血流速度分布及血压分布（自主学习）。（二）实验课1．实验内容：液体粘度系数的测定2．实验类型：基础性实验3．实验目的及要求：学习毛细管粘度计测量液体粘度的原理和用比较法测定液体粘度的方法。掌握奥斯特瓦尔德粘度计测量液体粘度的方法；了解液体温度的变化对粘度的影响。第四章振动目的要求：一、掌握：1．简谐振动的振动方程。2．简谐振动的特征量及简谐振动的能量。3．两个同方向、同频率的简谐振动的合成。二、熟悉：1．简谐振动的矢量图示法。2．简谐振动的速度方程及加速度方程。三、了解：1．同方向、不同频率的简谐振动的合成。2．谐振分析。3．两个同频率、相互垂直的简谐振动的合成。学时安排:理论课：4学时。实验课：4学时。自主学习：2学时。教学内容：一、基本概念或关键词：振动，简谐振动，相位，初相位，频谱。二、主要教学内容：（一）理论课及自主学习1．简谐振动：简谐振动方程,简谐振动的特征量，简谐振动的矢量图示法，简谐振动的能量。2．简谐振动的合成：两个同方向、同频率的简谐振动的合成。同方向、不同频率的简谐振动的合成，谐振分析。3．两个同频率、相互垂直的简谐振动的合成（自主学习）。（二）实验课1．实验内容1：阴极射线示波器及其使用2．实验类型：基础性实验3．实验目的及要求：学习示波器的原理及使用方法。了解示波器的结构和基本原理，掌握用示波器测量电压和频率的方法。会用示波器观察两个相互垂直振动的合成。1．实验内容2：测量人体阻抗的频率特性2．实验类型：综合性实验3．实验目的及要求：了解人体阻抗的频率特性，学习音频信号发生器和晶体管毫伏表的使用方法。掌握音频信号发生器、晶体管毫伏表的使用方法；了解人体手臂阻抗形成的物理机制及阻抗与电频率的关系。测量不同频率下人体手臂阻抗，绘制阻抗－频率关系曲线。第五章波动目的要求：一、掌握：1．波速波长波的周期和频率。2．简谐波的波动方程，波的能量和强度。3．波的干涉。4．声强、声强级。二、熟悉：1．波的衰减。2．惠更斯原理及波的叠加原理。三、了解：声压、声阻、响度级、听觉阈及等响曲线。学时安排:理论课：5学时。实验课：2学时。自主学习：2学时。教学内容：一、基本概念或关键词：机械波，横波，纵波，波面，波线，平面波，球面波，波速，波长，简谐波，波的干涉，波的衍射，相干波，声压，声强，听阈，痛阈，听觉阈，声强级和响度级。二、主要教学内容：（一）理论课及自主学习1．机械波（自主学习）：机械波的产生，波面和波线，波速、波长、波的周期和频率。2．简谐波：波函数。3．波的能量：波的能量和强度，波的衰减。4．波的干涉：惠更斯原理，波的叠加原理，波的干涉。5．声波：声压和声强，听觉阈，声强级和响度级。6．多普勒效应及超声多普勒血流仪（自主学习）。（二）实验课1．实验内容：人耳听阈曲线的测定2．实验类型：综合性实验3．实验目的及要求：测量人耳在不同频率下的听阈值，体会人耳对不同频率声波灵敏度的差异并描绘人耳的听阈曲线。掌握听觉实验仪的使用方法，了解测听阈曲线的原理和方法。第十三章波动光学目的要求：一、掌握：1．杨氏双缝干涉。2．夫琅禾费单缝衍射、光栅衍射的基本原理和公式。3．偏振的有关概念及马吕斯定律。二、熟悉：1．光程、光程差、半波损失等概念。2．布儒斯特定律。三、了解：圆孔衍射及光的双折射现象。学时安排:理论课：5学时。实验课：4学时。自主学习：2学时。教学内容：一、基本概念或关键词：光的干涉，相干光，光程，光程差，相干长度，光的衍射，自然光，偏振光，部分偏振光，光的双折射，寻常光和非常光。二、主要教学内容：（一）理论课及自主学习1．光的干涉：光的相干性，光程和光程差，杨氏双缝实验。2．光的衍射：单缝衍射，圆孔衍射（自主学习），光栅衍射。3．光的偏振：自然光和偏振光，马吕斯定律，布儒斯特定律（自主学习），光的双折射（自主学习）。（二）实验课1．实验内容1：用光栅测波长2．实验类型：基础性实验3．实验目的及要求：学习分光计的原理及用光栅和分光计测定光波波长的方法。掌握用光栅及分光计测定光波波长的原理和方法；观察汞光的光栅衍射光谱、测量汞光一级衍射光谱中绿线和第一条黄线的波长及光栅常数。1．实验内容2：旋光计的使用2.实验类型：基础性实验3．实验目的及要求：观察光的偏振和旋光现象，学习旋光计的基本工作原理及其测定旋光溶液的旋光率及浓度的方法。掌握测定旋光溶液的旋光率及浓度的方法；了解旋光计的主要光学结构及基本工作原理。用旋光计测定葡萄糖溶液的旋光率、用间接测量法和比较法测定未知葡萄糖溶液的浓度。第十五章量子力学基础目的要求：一、掌握：1．黑体辐射的斯特藩－波尔兹曼定律及维恩位移定律。2．光电效应及爱因斯坦光电效应方程。二、熟悉：1．微观粒子的波动性。2．德布罗意假设及其德布罗意公式。三、了解：1．普朗克量子假设。2．康普顿效应。学时安排:理论课：2学时。实验课：0学时。自主学习：2学时。教学内容：一、基本概念或关键词：热辐射，黑体，黑体辐射,辐射出射度，光电效应，光电效应阈频率，康普顿效应。二、主要教学内容：1．黑体辐射：黑体辐射，普朗克能量量子化假设。2．光电效应（自主学习）：光电效应，爱因斯坦光子假设。3．康普顿效应（自主学习）：康普顿效应，光子理论对康普顿效应的解释。4．物质的波动性质：德布罗意物质波假设，电子衍射。第十六章X射线目的要求：一、掌握：1．X射线强度和硬度的概念及短波极限公式。2．X射线的衰减规律。二、熟悉：1．X射线产生的原理、X射线的基本性质。2．连续X射线谱与标识X射线谱。三、了解：X射线在医学中的应用。学时安排:理论课：3学时。实验课：0学时。自主学习：1学时教学内容：一、基本概念或关键词：管电压，管电流，实际焦点（自主学习），有效焦点（自主学习），X射线的强度，X射线的硬度，X射线谱，连续X射线谱，标识X射线谱。二、主要教学内容：1．X射线的产生：X射线的产生装置,X射线的强度和硬度。2．X射线谱：连续X射线谱，标识X射线谱。3．X射线的基本性质：X射线的基本性质。4．物质对X射线的衰减规律：单色X射线的衰减规律，衰减系数与波长、原子系数的关系（自主学习）。5.X射线的衍射（自主学习）。第十七章原子核和放射性目的要求：一、掌握：1．原子核的结合能、质量亏损。2．原子核的衰变类型。3．原子核的衰变规律。二、熟悉：1．原子核的组成及性质。2．射线与物质相互作用。三、了解：1．核力的概念。2．放射性平衡。3．辐射剂量及射线的防护。学时安排:理论课：5学时。实验课：0学时。自主学习：3学时。教学内容：一、基本概念或关键词：原子核的结合能，质量亏损，放射性衰变，衰变，衰变，衰变，半衰期，平均寿命，放射性活度。二、主要教学内容：1．原子核的基本性质：原子核的组成、质量和大小，原子核的结合能及质量亏损。2．原子核的衰变类型（自主学习）：衰变，衰变，衰变和内转换。3．原子核的衰变规律：衰变规律，半衰期，放射性活度，放射平衡。4．射线与物质的相互作用（自主学习）：带电粒子与物质的相互作用，光子与物质的相互作用，中子与物质的相互作用。5．辐射剂量与防护及测量原理（自主学习）：辐射剂量及其单位，辐射防护。实验绪论目的要求：误差的基本理论及其计算，有效数字的记数方法和运算方法，实验数据的表记和图示法，相关回归分析。一、掌握：1．误差的基本理论及其计算。2．有效数字的记数方法和运算方法。二、熟悉：实验数据的表记和图示法。三、了解：相关回归分析。学时安排:理论课：3学时。实验课：0学时。自主学习：1学时。教学内容：一、基本概念或关键词：测量，直接测量，间接测量，误差，系统误差，偶然误差，过失误差，绝对误差，相对误差有效数字。二、主要教学内容：（一）理论课及自主学习1．物理实验的意义和实验课的目的。2．测量的意义和分类。3．误差及其分类。4．误差的表示方法。5．间接测量的误差计算。6．有效数字及其运算。7．实验数据的表记和图示。8．相关和回归的概念（自主学习）。《医学物理