醫用物理學（第4版）

成書過程

修訂情況

《醫用物理學（第4版）》是全國高等學校“十三五”醫學規劃教材之一，由17所高等醫學院校的專家、教授共同編寫，體現了新的教育理念和教學模式。哈爾濱醫科大學鮑修增教授、南京醫科大學冷冰教授、中國醫科大學王秀芝教授、華中科技大學賴生貴教授、海軍軍醫大學江鍵教授及大連醫科大學蓋立平教授為該教材的編寫打下了良好基礎。

紙質教材在保證完整的物理學框架前提下，作了進一步的精簡和調整。在編寫《醫用物理學（第4版）》的過程中，各位專家對1~3版教材進行修改和完善，逐字逐句捋順了書中一些模糊或繁瑣的表述，比如直流電迴路計算法則、電磁感應數學模型推演、熱輻射機制探討等；也對書後習題進行了逐道驗算，糾正了計算偏差和印刷錯誤，以確保紙質主教材的科學性。作為醫學院校物理教學改革和教材建設的一種創新嘗試，該教材得到高等教育出版社的支持，以及各參編學校的大力協助。

出版工作

2018年11月30日，《醫用物理學（第4版）》由高等教育出版社出版發行。

出版工作人員

策劃編輯	責任編輯	封面設計	責任印製
翟德竑	翟德竑	李小璐	存怡

內容簡介

《醫用物理學（第4版）》總計18章，內容包括人體力學的基礎知識、流體的運動、振動和波、聲波、分子動理論、熱力學基礎、靜電場、直流電、電流的磁場、電磁感應與電磁場、幾何光學、光的波動性、光的粒子性、X射線、原子核和放射性、相對論基礎、量子力學基礎、混沌動力學基礎等內容。

教材目錄

前輔文

緒論

一、物理學與物質世界

二、物理學與套用技術

三、物理學與科學思維

四、物理學與生命科學

第一章人體力學的基礎知識

第一節牛頓運動定律

一、位移、速度、加速度

二、牛頓運動定律表述

三、動量

第二節功和能

一、功

二、動能定理

三、勢能

四、功能原理

五、能量守恆定律

第三節剛體繞固定軸的轉動

一、剛體轉動的運動學

二、剛體轉動的動力學

三、剛體的轉動定理

四、剛體轉動的角動量守恆定律

五、旋進

第四節物體的彈性和形變

一、應變和應力

二、彈性模量

三、彈性膜的拉普拉斯公式

四、黏彈性

第五節骨力學和軟組織力學概述

一、骨組織和形變

二、骨的黏彈性及骨的外力損傷

三、血管和肌肉的力學性質

習題

第二章流體的運動

第一節流體的基本模型

一、流體運動的研究方法

二、定常流動

三、連續性方程

第二節伯努利方程

一、伯努利方程的建立

二、伯努利方程的套用

第三節黏性流體的運動

一、牛頓黏性定律

二、層流與湍流雷諾數

三、黏性流體的伯努利方程

四、斯托克斯定律

第四節泊肅葉定律

一、泊肅葉定律表述

二、泊肅葉定律的推導

第五節血液的流動

一、人體血液循環系統中的血流特點

二、血液的黏度及其影響因素

習題

第三章振動和波

第一節簡諧運動

一、簡諧運動方程

二、簡諧運動的矢量圖表示法

三、簡諧運動的能量

第二節阻尼振動、受迫振動和共振

一、阻尼振動

二、受迫振動

三、共振

第三節振動的合成與分解

一、兩個同方向同頻率簡諧運動的合成

二、兩個同方向頻率相近的簡諧運動的合成

三、相互垂直的同頻率的簡諧運動的合成

四、頻譜分析原理

第四節波動的基本規律

一、波的產生與描述

二、波的基本特徵量

三、平面簡諧波的波動方程

第五節波的能量與波的衰減

一、波的能量

二、能流和能流密度

三、波的衰減

第六節波的疊加和干涉

一、惠更斯原理

二、波的干涉

三、駐波

習題

第四章聲波

第一節聲波的基本性質

一、聲壓

二、聲特性阻抗

三、聲強

第二節聲強級和響度級

一、聲強級

二、響度級

第三節都卜勒效應

第四節超音波及其在醫學上的套用

一、超音波的特性

二、超音波的產生

三、超音波成像的基本原理

第五節次聲波及其套用

一、次聲波的特性

二、次聲波的生物效應

三、次聲武器

習題

第五章分子動理論

第一節物質的微觀模型

第二節理想氣體分子動理論

一、理想氣體的物態方程

二、理想氣體的微觀模型

三、理想氣體的壓強公式

四、理想氣體的能量公式

五、理想氣體的分壓定理

第三節氣體分子速率分布和能量分布

一、麥克斯韋速率分布律

二、分子的平均自由程和平均碰撞頻率

三、玻耳茲曼能量分布律

第四節輸運過程

一、熱傳導過程

二、擴散過程

三、跨膜輸運過程

第五節液體的表面性質

一、表面張力和表面能

二、彎曲液面的附加壓強

三、毛細現象和氣體的栓塞

習題

第六章熱力學基礎

第一節熱力學基本概念

一、熱力學系統

二、準靜態過程

三、態函式

四、功、熱量和內能

第二節熱力學第一定律

一、熱力學第一定律表述

二、熱力學第一定律對理想氣體的套用

三、人體的能量交換

第三節熱力學第二定律

一、循環過程與熱機效率

二、熱力學第二定律表述

三、卡諾定理

四、熱力學第二定律的統計意義

第四節熵與熵增加原理

一、克勞修斯等式

二、熵

三、熵增加原理

四、生命與熵

第五節生命系統的熱力學結構

一、耗散結構

二、自組織現象

習題

第七章靜電場

第一節電場與電場強度

一、電場

二、電場強度

三、電場的疊加原理

第二節高斯定理

一、電場線和電場強度通量

二、高斯定理

三、高斯定理的套用

第三節電勢

一、靜電場力作功

二、電勢與電勢差

三、電勢梯度

第四節靜電場中的電介質

一、電介質的極化

二、電極化強度

三、電介質內部的電場強度

四、介質中的高斯定理

第五節靜電場的能量

一、電容電容器

二、電容器中的能量

三、靜電場的能量表述

第六節電偶層與生物膜電位

一、電偶層的電勢

二、能斯特方程

三、細胞靜息狀態的能斯特電位

習題

第八章直流電

第一節恆定電流的性質

一、電流與電流密度

二、歐姆定律的微分形式

第二節基耳霍夫定律

一、電源電動勢

二、一段含源電路的歐姆定律

三、基耳霍夫定律及其套用

第三節 RC電路的暫態過程

一、電容器的充電過程

二、電容器的放電過程

第四節直流電的醫學套用

一、直流電對機體的作用

二、直流電在醫學中的套用

習題

第九章電流的磁場

第一節磁場和磁感應強度

一、磁場

二、磁感應強度

三、磁通量

第二節描述磁場的基本定理

一、磁場的高斯定理

二、畢奧-薩伐爾定律

三、畢奧-薩伐爾定律的套用

四、安培環路定理

第三節磁場對運動電荷的作用

一、洛倫茲力

二、帶電粒子在磁場中的運動

三、霍爾效應

四、質譜儀和回旋加速器

第四節磁場對載流導線的作用

一、安培定律

二、磁場對載流平面線圈的作用

三、磁矩

第五節磁介質

一、介質中的磁場

二、磁介質的分類

三、超導體及其磁學特性

第六節磁生物效應

一、生物磁場

二、磁場的生物效應

三、磁效應的醫學套用

習題

第十章電磁感應與電磁場

第一節電磁感應

一、電磁感應基本定律

二、電磁感應的套用

第二節感應電動勢

一、動生電動勢

二、感生電動勢

第三節磁場的能量

一、互感與自感

二、自感線圈的能量

三、磁場的能量

第四節電磁場與電磁波

一、位移電流

二、麥克斯韋方程組與電磁場

三、電磁波

習題

第十一章幾何光學

第一節球面成像

一、單球面折射

二、共軸球面系統

第二節透鏡

一、薄透鏡成像公式

二、薄透鏡的組合

三、共軸光具組

四、柱面透鏡

五、透鏡的像差

第三節眼

一、眼的調節視力

二、屈光不正及其矯正

第四節放大鏡和顯微鏡

一、放大鏡

二、顯微鏡成像

三、顯微鏡的分辨本領

第五節特種顯微鏡與纖維內鏡

一、特種顯微鏡

二、纖維內鏡

習題

第十二章光的波動性

第一節光的干涉

一、相干光源

二、楊氏雙縫實驗

三、光程

四、薄膜干涉

第二節光的衍射

一、單縫衍射

二、衍射光柵

三、圓孔衍射

第三節光的偏振

一、自然光和偏振光

二、偏振光的產生和檢驗

第四節偏振光的套用

一、偏振光的干涉

二、旋光性

習題

第十三章光的粒子性

第一節黑體輻射

一、熱輻射現象

二、基耳霍夫輻射定律

三、黑體輻射的實驗定律

四、普朗克量子假說

第二節光電效應

一、光電效應實驗

二、愛因斯坦的光子假說

三、光子的質量與動量

第三節光的波粒二象性

一、康普頓效應

二、光的波粒二象性

第四節生物光子學

一、光生物技術基礎

二、雷射生物效應和醫學套用

三、生物光學成像

四、光學生物感測器

習題

第十四章 X射線

第一節 X射線的產生

一、X射線的發生裝置

二、X射線的強度和硬度

三、X射線譜

第二節 X射線的基本特徵

一、X射線的性質

二、X射線衍射

第三節 X射線的衰減規律

一、單能窄束X射線的吸收衰減規律

二、質量衰減係數

三、質量衰減係數與波長及原子序數的關係

第四節 X射線的醫學套用

一、診斷

二、治療

習題

第十五章原子核和放射性

第一節原子核的基本性質

一、原子核的組成

二、原子核的角動量和磁矩

三、原子核的穩定性

第二節放射性核素的衰變種類

一、α衰變

二、β衰變

三、γ衰變和內轉換

第三節放射性核素的衰變規律

一、放射性衰變規律

二、半衰期和平均壽命

三、放射性活度

四、放射性平衡

第四節射線與物質的相互作用

一、帶電粒子與物質的相互作用

二、γ（X）射線與物質的相互作用

三、中子與物質的相互作用

第五節電離輻射防護

一、電離輻射的生物效應

二、電離輻射劑量單位

三、電離輻射的防護

第六節放射性核素在醫學上的套用

一、放射治療

二、示蹤診斷

三、磁共振成像

習題

第十六章相對論基礎

第一節狹義相對論的基本假設

一、邁克耳孫-莫雷實驗

二、經典物理學的絕對時空觀

三、伽利略變換

四、愛因斯坦的狹義相對論假說

五、洛倫茲變換

第二節狹義相對論時空觀

一、同時性的相對性

二、時間延緩

三、長度縮短

第三節相對論力學基礎

一、質量的相對性

二、相對論動能

三、相對論質能關係

第四節廣義相對論簡介

一、慣性質量與引力質量

二、等效原理

三、廣義相對性原理

四、廣義相對論的三個驗證

習題

第十七章量子力學基礎

第一節玻爾的氫原子理論

一、氫原子光譜的實驗規律

二、玻爾的氫原子理論假說

第二節實物粒子的波動性

一、德布羅意假設

二、物質波的統計解釋

三、不確定關係

第三節薛丁格方程

一、波函式

二、薛丁格方程數學模型

三、一維無限深勢阱中運動的粒子

四、勢壘與隧道效應

第四節量子力學的原子結構理論

一、四個量子數

二、原子的殼層結構

習題

第十八章混沌動力學基礎

第一節混沌運動

一、邏輯斯諦方程

二、從周期倍化到混沌

三、混沌區的秩序

第二節混沌與奇怪吸引子

一、相空間與吸引子

二、混沌運動和奇怪吸引子

第三節分形與分維

一、分形

二、分維

第四節生物混沌

一、生物分形

二、生物混沌

第五節混沌控制及其套用

一、混沌控制

二、腦混沌控制

三、心臟混沌控制

習題

參考文獻

名詞索引

（註：目錄排版順序為從左列至右列）

教學資源

配套教材

《醫用物理學（第4版）》有配套的教學輔導用書——《醫用物理學學習指導（第2版）》。

書名	作者	出版社	出版時間	ISBN
醫用物理學學習指導（第2版）	洪洋、吳曉波	高等教育出版社	2018年12月26日	978-7-04-051078-2

課程資源

《醫用物理學（第4版）》的數字課程與紙質教材一體化設計，內容包括微課空間、示範課程、課件寶盒、學習指導、模擬試題和附錄考證6個模組。

作品名稱	“醫用物理學（第4版）”數字課程
出版時間	2018年11月
出版單位	高等教育出版社、高等教育電子音像出版社
內容提供者	洪洋
策劃編輯	瞿德竑
技術編輯	李翠玲

教材特色

編者對該教材進行修改和完善，糾正計算偏差和印刷錯誤，以確保紙質主教材的科學性。
該教材堅持經典傳承與創新套用的統一，突出結構完整與特色鮮明的融合。
注重醫學生物理教育結構的完整性。
通過學習物理加強醫學生科學思維方法和創新能力的培養。