醫學物理學(山東大學建設的慕課)

醫學物理學課程是山東大學2019年春夏首次在智慧樹網開設的慕課、國家精品線上開放課程。授課教師為劉鳳芹、蓋志剛、劉建強、於淑雲。據2021年9月8日智慧樹網顯示，該課程已運行6學期、累計選課3842人，累計學校16所，累計互動3973次。

該課程共十三章，包括為緒章、力學基本規律、流體的運動、分子動理論、機械振動、機械波和聲波、靜電場、穩恆電流、電磁現象、波動光學等章目。

基本介紹

• 中文名：醫學物理學
• 授課教師：劉鳳芹、蓋志剛、劉建強、於淑雲
• 提供院校：山東大學
• 類別：慕課、國家精品線上開放課程
• 授課平台：智慧樹網
• 首開時間：2019年春夏（智慧樹網）

課程性質

課程背景

隨著現代醫學的發展，醫學研究本身已不再是狹義的診病治病，它已是涉及生命及諸多領域的系統工程。如今的醫學教育不僅僅是技能教育，更是培養擁有醫學綜合素質的高水平人才。如何將醫學知識培養與能力培養相結合，成為醫學教育中亟待解決的難題。醫學物理學是把物理學的原理和方法套用於人類疾病預防、診斷、治療和保健的交叉學科，而且不限於此。物理課程教學內容與醫學緊密結合，能夠充分發揮物理學概念在醫學教育中的價值。

適應專業

醫學物理學課程適合物理學類，基礎醫學類專業學習。

課程簡介

醫學物理學課程共十三章，主要講解物理學與醫學的關係以及物理技術在醫學中的套用，使學生了解物理技術在醫學中的套用，介紹機械波的產生以及傳播，波動的特徵量，波的干涉以及衍射，駐波，聲波和聲強級，都卜勒效應及其套用。掌握平面簡諧波的波動方程及其物理意義；聲強以及聲強級的概念；都卜勒效應的計算方法和物理意義；熟悉惠更斯原理，波的能量密度，波的強度，波的衰減，波的疊加原理和波的干涉現象。以及講解了穩恆電流，靜電場等的原理及運用。

課程大綱

緒章緒論 0.1物理學與醫學的關係 0.2物理技術在醫學中的套用 第一章力學基本規律 1.1剛體的轉動 1.1.1剛體的定軸轉動 1.1.2剛體動力學 1.1.3角動量，角動量守恆定律和旋進 1.2應力和應變 1.3彈性模量 1.3.1彈性模量 1.3.2骨骼的力學性質 第二章流體的運動 2.1理想流體的定常流動 2.1.1理想流體、穩定流動 2.1.2連續性方程 2.1.3伯努利方程推導 2.1.4伯努利方程套用 2.2黏性流體的運動 2.2.1牛頓粘滯定律、雷諾數 2.2.2泊肅葉定律 2.2.3斯托克斯定律 2.3血液的流動 第三章分子動理論 3.1表面張力 3.2彎曲液面下的附加壓強 3.3接觸角 3.4毛細現象 3.5氣體栓塞和表面吸附 3.6表面活性物質和表面吸附 第四章機械振動 4.1簡諧振動 4.1.1簡諧振動 4.1.2簡諧振動的能量 4.2阻尼振動、受迫振動、共振 4.3簡諧振動的合成 4.3.1同方向兩個同頻率簡諧振動的合成 4.3.2同方向兩個相近的簡諧振動合成 4.3.3兩個互相垂直的簡諧振動合成 4.3.4振動的分解 4.4振動醫學套用 第五章機械波和聲波 5.1機械波的產生及描述 5.1.1波動的基本概念 5.1.2平面簡諧波 5.2波的能量與強度 5.3波的干涉 5.3.1惠更斯原理和波的干涉 5.3.2波的衍射 5.3.3駐波和相位突變 5.4聲波 5.4.1聲波和聲強級 5.4.2超音波和次聲波 5.5都卜勒效應 第六章靜電場 6.1電場強度 6.1.1電荷和庫侖定律 6.1.2電場強度 6.1.3電場強度計算 6.2高斯定理 6.2.1電場強度通量 6.2.2高斯定理 6.2.3高斯定理套用 6.3電勢 6.3.1靜電場力做功 6.3.2電勢 6.3.3電勢計算 6.3.4電勢與場強的微分關係 6.4電偶極子和電偶層 6.4.1電偶極子的場強和電勢 6.4.2人體內的電現象 6.5靜電場中的電介質 6.5.1電介質的極化 6.5.2電介質中的靜電場 第七章穩恆電流 7.1電流的描述 7.1.1電流密度 7.1.2金屬與電解質的導電性

7.2歐姆定律的微分形式 7.3一段含源電路的歐姆定律 7.4基爾霍夫定律及其套用 7.5電容器的充放電過程 第八章電磁現象 8.1磁場、磁感應強度 8.1.1磁現象與磁場 8.1.2磁感應強度 8.1.3磁感應線和磁通量 8.2電流的磁場 8.2.1畢奧-沙伐爾定律及例題-上 8.2.2畢奧-沙伐爾定律及例題-下 8.2.3安培環路定理-上 8.2.4安培環路定理-下 8.3磁場對電流的作用 8.3.1帶電粒子在電場和磁場中的運動 8.3.2霍爾效應和電磁泵 8.3.3安培定律蓋志剛 8.3.4磁場對載流線圈的作用 8.4磁場中的磁介質 第九章波動光學 9.1光的干涉 9.1.1光的發展簡史 9.1.2光的相干性 9.1.3楊氏雙縫干涉實驗 9.1.4半波損失 9.1.5光程、光程差 9.1.6薄膜干涉 9.1.7等厚干涉 9.2光的衍射 9.2.1衍射 9.2.2單縫衍射 9.2.3光學儀器的解析度 9.2.4衍射光柵 9.3光的偏振 9.3.1偏振光 9.3.2馬呂斯定律 9.3.3布儒斯特定律 9.3.4光的雙折射 9.3.5物質的旋光性 第十章幾何光學 10.1球面折射 10.1.1幾何光學基本知識 10.1.2單球面折射、共軸球面系統 10.2透鏡 10.2.1薄透鏡 10.2.2厚透鏡 10.2.3透鏡的像差 10.3眼睛的屈光系統 10.4放大鏡、纖鏡 10.5顯微鏡 第十一章量子力學基礎 11.1微觀粒子的波粒二象性 11.1.1光電效應 11.1.2康普頓效應 11.1.3微觀粒子的波粒二象性 11.2雷射 11.2.1雷射產生的物理原理 11.2.2雷射器結構 11.2.3雷射特性及醫學套用 第十二章X射線 12.1X射線的基本性質 12.2X射線的發射和發射譜 12.3X射線的強度和硬度 12.4X射線的吸收和套用 第十三章原子核和放射性 13.1原子核的結構與基本性質 13.1.1原子核的一般性質 13.1.2原子核的穩定性 13.1.3原子核的結合能 13.2原子核的放射性衰變 13.2.1原子核的衰變規律 13.2.2半衰期和平均壽命 13.2.3放射性活度 13.3核衰變方式 13.4輻射劑量與輻射防護 13.4.1射線與物質的相互作用 13.4.2輻射劑量與輻射防護

註：課程大綱排版從左到右列

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	參與人數
第1次開課	2019春夏	劉鳳芹、蓋志剛、劉建強、於淑雲	272人
第2次開課	2019秋冬		352人
第3次開課	2020春夏		2405人
第4次開課	2020秋冬		587人
第5次開課	2021春夏		216人
第6次開課	2021秋冬		10人
據智慧樹網顯示，該課程第1~6次開課學時均為46學時

課程特色

課程設計原則

1.醫學物理學課程遵循提出問題→探索、猜想→引出概念→引出性質、定理→問題獲得解決，培養學生分析問題、解決問題的能力，體現學術形態的教學思想。

2.該課程在教學過程中使用圖片，動畫、互動程式、音頻、視頻，注重物理學在醫學的套用，形式靈活多樣，提高學生學習積極性，使醫學物理學課程好教易學。

教學目標

1.該課程系統掌握現代醫學所需要的物理學基礎理論、基本知識、基本技術和方法。

2.該課程將知識傳遞變成知識建構，學生在學習的過程中學會獨立思考，培養學生辯證唯物主義世界觀和分析問題、解決問題的能力。

3.該課程為學生學習後續以及將來從事醫療衛生和科研工作打下必要的物理基礎。

考核標準

平時成績50分

平時成績=學習進度分(15.0分)+學習行為分(35.0分)。

章測試成績10分

單項類目名稱	卷面分	單項滿分
緒論 單元測試	75	0.5
第一章 單元測試	100	0.7
第二章 單元測試	100	0.7
第三章 單元測試	100	0.7
第四章 單元測試	100	0.7
第五章 單元測試	100	0.7
第六章 單元測試	90	0.7
第七章 單元測試	100	0.7
第八章 單元測試	100	0.7
第九章 單元測試	100	0.7
第十章 單元測試	100	0.7
第十一章 單元測試	100	0.7
第十二章 單元測試	100	0.7
第十三章 單元測試	100	1.1

期末考試成績40分

期末考試得分=期末考試實際得分/期末考試總分* 權值

採用線上期末考試形式作為期末考試成績

試卷：教程考試。

所獲榮譽

2020年11月24日，該課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。

教師簡介

劉鳳芹，山東大學副教授，碩士生導師，研究方向：雷射物理：全固態雷射器的研究和套用，非線性光學：非線性晶體的頻率轉換。

蓋志剛，材料物理與化學專業博士，2008年評為副教授，山東大學材料物理與化學、凝聚態物理專業碩士生導師。

劉建強，山東大學教授，博士生導師。山東大學物理學院基礎物理教學研究中心主任，長期從事基礎物理課程教學和納米半導體材料研究。

於淑雲，山東大學副教授，理學博士。研究方向：凝聚態物理。主要研究領域是磁性材料。