醫(yī)藥護(hù)專業(yè)課復(fù)習(xí)資料-醫(yī)用物理學(xué)復(fù)習(xí)提綱

醫(yī)用物理學(xué)復(fù)習(xí)提綱第一章生物力學(xué)基礎(chǔ)1、基本概念什么是剛體，轉(zhuǎn)動慣量及剛體的定軸轉(zhuǎn)動，線量角量關(guān)系，勻變速轉(zhuǎn)動公

式，力矩與剛體轉(zhuǎn)動定律，角動量守恒定律及其應(yīng)用。2、補(bǔ)充復(fù)習(xí)練習(xí)1.如圖所示，質(zhì)量為，長為l的均勻細(xì)棒繞過O點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸

自水平位置以零角速度自由下擺.求（1）細(xì)棒運(yùn)動到與水平夾角為時(shí)的角加速度和角速度；

（2）此時(shí)細(xì)棒末端A的速度和加速度.解：（1）MMmgl2cos圖1-3MI3gcosl12l223gl（2）vl3at3lgcos3anl2g2aaa3g2132tn222.一飛輪直徑為0.30m,質(zhì)量為5.0㎏,邊緣繞繩,現(xiàn)用恒力拉繩一端，使它由靜止均勻地加速，經(jīng)0.50s轉(zhuǎn)速達(dá)到每秒鐘10轉(zhuǎn)，假定飛輪可看作實(shí)心圓柱體，

12（3）從拉動后t=10s時(shí)飛輪的角速度及輪邊緣上一點(diǎn)的速度和加速度。[解]飛輪的轉(zhuǎn)動慣量I=12MR21=5.63×10(2-2㎏·㎡2(1)∵ω=βt2n

∴

tt2=40π=1.26×1010=2rad·s-20.501t22140(0.50)5rad225N2.5rev22(2)由M=Iβ=F·R∴NI5.6310402F47.1

R0.15A=M·θ=Iβ·θ=5.63×10-2×40π×5π=111J(3)t=10s時(shí)，ω=βt=40π×10=1.26×103rad·s-2v=Rω=0.15×1.26×103=1.88×102m·s-2an=Rω2=0.15×(1.26×103)2=2.37×105m·s-2at=Rβ=0.15×1.26×102=18.8m·s-23.有一半徑為R的均勻圓形平板放在水平桌面上，平板與水平桌面的摩擦系數(shù)為μ，若平板繞通過其中心且垂直板面的固定軸以角速度開始旋轉(zhuǎn)，它將在0旋轉(zhuǎn)幾圈后停止？解：設(shè)圓板的質(zhì)量為mm，則轉(zhuǎn)動時(shí)受到的摩擦阻力矩大小為圓板面密度為2R2RMdMg2rdrgR2330由轉(zhuǎn)動定律M可得角加速度大小2μgR3M4μg31J3RmR22設(shè)圓板轉(zhuǎn)過n轉(zhuǎn)后停止，則轉(zhuǎn)過的角度為2n。由運(yùn)動學(xué)關(guān)系20,00可得旋轉(zhuǎn)圈數(shù)n2204Mg23R3R1620g4.在半徑為R的具有光滑豎直固定中心軸的水平圓盤上，有一人靜止站立在距轉(zhuǎn)軸為12R處，人的質(zhì)量是圓盤質(zhì)量的1/10。開始時(shí)盤載人相對地以角速度0勻速轉(zhuǎn)動。如果此人垂直圓盤半徑相對于盤以速率v沿與盤轉(zhuǎn)動相反方向作圓周運(yùn)動，如圖所示。求：（1）圓盤對地的角速度。12R（2）欲使圓盤對地靜止，人沿著圓周對圓盤的速度v的大小及方向？12MR2（已知圓盤對中心軸的轉(zhuǎn)動慣量為）解：（1）設(shè)人運(yùn)動時(shí)圓盤對地的角速度為，則人對地的角速度為v1R22vR以人和圓盤為研究對象，合外力矩為零，系統(tǒng)的角動量守恒。設(shè)圓盤質(zhì)量為M：221MR1MR2MRMR2022222v可得0R（2）欲使盤對地靜止，則令0代入，可得v02符號表示人走動的方向與圖中所示方向相反，即人沿與一致的方向運(yùn)動。0第三章振動、波動和聲1、簡諧振動的相關(guān)概念，回復(fù)力，相位、周期、頻率、角頻率，什么是同相，什么是反相，簡諧振動方程，振動能量，速度方程，加速度方程，簡諧振動的合成，波動方程，波的強(qiáng)度公式，波的衰減，波的疊加原理，橫波，縱

波，什么是超聲波，什么是多譜勒效應(yīng)。2、補(bǔ)充復(fù)習(xí)練習(xí)1.一彈簧振子放置在光滑的水平面上，彈簧一端固定，另一端連接一質(zhì)量為01.8Nm1（1）.2kg將物體從平衡位置向右移后釋放（2后給與向左的速度0.15ms1.k1.8解：3rads1m0.2⑴將物體從平衡位置向右移后釋放，說明物體處在正的最大位移處，下一時(shí)刻向位移的負(fù)方向運(yùn)動，所以，Am,0.振動方程為s0.05cos3t(m)（2）將物體從平衡位置向右移后給與向左的速度0.15ms1,則s，v=A,Acos0022)A()2(m)，，30.43振動方程為s2cos(3t)(m)42.一沿OX軸負(fù)方向傳播的簡諧波的波長為6m。若已知在x=3m處質(zhì)點(diǎn)的振動曲線如圖所示，求：（1）該處質(zhì)點(diǎn)的振動方程;（2）該簡諧波的波動方程;（3）原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動方程。解：（1）由圖可得該質(zhì)點(diǎn)的振幅為10cm，旋轉(zhuǎn)矢量法可確定初相為3，圓頻率為6，故質(zhì)點(diǎn)在該處的振動方程為x.1cost（m）063（2）該簡諧波的波動方程為22ytxtx0.1cos(0.1cos63633（m）（3）原點(diǎn)處的振動方程為y0.1cost063（m）3.20cm的相位差為，若第一個簡諧振動的振幅為103=17.3cm，則第二61個簡諧振動的振幅是多少？兩個簡諧振動的相位差)是多少？21解：已知,Acm,1316由矢量關(guān)系可知：2222)23)223AA62111A2A2222AA)1212212023)23)2221)212,k2214.如圖所示，一個平面簡諧波沿Ox軸的正方向以u的速度傳播，若已知A處質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)的振動方程為yAAcost，求：（1）該簡諧波的波動方程（2）O點(diǎn)的振動方程。（3）B點(diǎn)的振動方程．（4）所有與B振動狀態(tài)相同的點(diǎn)的坐標(biāo)。1）已知xAa，yAAcost，k/u，可得該簡諧波的波動方程yAcost(xa)u（2）O點(diǎn)的振動方程為cos(a)yAtou（3）B點(diǎn)的振動方程yt2a)ABu（4）與B點(diǎn)振動狀態(tài)相同的點(diǎn)u(xa)au2n所以x2nu3（n2,...）a第六章靜電場1、電荷和電場的基本性質(zhì)，庫侖定律2、電場強(qiáng)度矢量及場強(qiáng)計(jì)算（1）點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的計(jì)算方法（2）點(diǎn)電荷系產(chǎn)生的電場的計(jì)算方法（3）任意帶電體產(chǎn)生的電場的計(jì)算方法3、電通量的物理意義、計(jì)算及靜電場的高斯定理，利用高斯定理計(jì)算場強(qiáng)4、電勢與電勢差，電勢、電勢能的計(jì)算，電場力做功，電場強(qiáng)度與電勢梯度的關(guān)系補(bǔ)充復(fù)習(xí)練習(xí)：1.在一個邊長為a的正三角形的三個頂點(diǎn)處各放一個電荷Q，試求三角形重心處的場強(qiáng)和電勢。O處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，即：QEEEk123r2kQa2方向如圖所示。設(shè)重心處的場強(qiáng)E1、E2和E3在X方向和Y方向上的分量分別為E1x、E2x、E3x和E1y、E2y、E3y，則有：E1x0E1yE1E2xE2oE2yE2cosoE3xE3oE3yE3coso設(shè)重心處的合場強(qiáng)E在X方向和Y方向上的分量分別為Ex和Ey原理，有：ExEyE1xE1yEE2x3xEE2y3y00則重心O處的合場強(qiáng)為：EE2E2y0由點(diǎn)電荷電勢公式可知三個點(diǎn)電荷在重心O處的產(chǎn)生的電勢相等，即：QUUU123a0根據(jù)電勢疊加原理，重心O處的電勢為：U3QUUU123a0RO2.一半徑為的半球面，均勻地帶有電荷，電荷面密度為，求球心處的電場強(qiáng)度。解：如圖，把球面分割成許多球面環(huán)帶，環(huán)帶寬為dlRddl，所帶電荷：。rxO根據(jù)圓環(huán)軸線電場，有：dExdqrxdl33(xr)(xr)22222200RcosRsindE3[(Rsin)2(Rcos)2]2∴，01sinE2d20化簡計(jì)算得：，00Ei

∴。0qRq3、在點(diǎn)電荷的電場中，取一半徑為的圓形平面(如圖所示)，平面到的距d離為，試計(jì)算通過該平面的電通量。解：通過該圓平面的電通量與通過以q為球心,以該圓的圓形邊界為周界的球冠面的電通量相同。rd2R2r令球面的半徑為，有，rsin球冠面一條微元同心圓帶面積為：∴球冠面的面積：Srsinr20dr0cosdr)2rSr2∵球面面積為：，球面q根據(jù)高斯定理，通過閉合球面的電通量為：，0SS因點(diǎn)電荷電場球?qū)ΨQ，所以：，1dqqd))rRd2222∴004.如圖所示，質(zhì)量為M,帶有電量為q的小球，懸于一絲線下端，線與一塊很大的帶電平面成θ角。求帶電平面的電荷面密度。解在很大帶電平板附近的場強(qiáng)可視為E=，方向與平板垂直。

20因此帶電小球受到水平方向的電場力F=Eq，豎直方向的重力mgmg分解為沿絲線方向和水平方向的分力，q則mgtgθ=F=Eq=20∴2mgtgq0第七章磁場1場公式，勢的計(jì)算，法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用。2、補(bǔ)充復(fù)習(xí)練習(xí)1.如圖所示，已知一均勻磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2.0T，方向沿x軸正向．試求：（1）通過圖中abed面的磁通量；（2）通過圖中bcfe面的磁通量；（3）通過圖中acfd面的磁通量；解：（1）B與abed面平行，且穿入封閉面，故cos2.00.401022（2）B與bcfe面垂直，故3（3）（acfdSfdB20.40.50.24()52.如圖無限長直導(dǎo)線載有電流I,旁邊有一與之共面的長方形平面,長為a,寬為b,近邊距電流I為c,求過此面的磁通量.IB0解：xcbBdsscI0adx2xIa0bc)3.兩個半徑為RI處的磁場大小與方向。解：如圖所示圓形電流A在圓心處的磁場大?。篒B0A2R圓形電流B在圓心處的磁場大小：IB0B2R兩磁場方向互相垂直，所以合磁場大小為：2IBBB202AB方向?yàn)閮蓚€圓形電流方向右手螺旋方向夾角45度方向4.已知通過回路的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系是ΦB=t(t＋1)，式中ΦB的單位為10-3Wb,t的單位為s，問：當(dāng)t＝2.0s時(shí)，在回路中的感生電動勢的大??？[解]根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律：iddt21t=2,所以感應(yīng)電動勢大小：i2215mV5103V第八章直流電1節(jié)點(diǎn)，支路，獨(dú)立回路，基爾霍夫定律相關(guān)概念及計(jì)算2、補(bǔ)充復(fù)習(xí)練習(xí)：1.如圖，1Ω電阻上的電壓為（C）、6V、2VC、1.5VD、2.5V2.電路如圖所示，則電流為（B。、4AB、2AC、-4AD、-2A3.習(xí)題8-14.習(xí)題8-25.習(xí)題8-3第九章波動光學(xué)1.振，馬呂斯定律及計(jì)算分析。2.補(bǔ)充復(fù)習(xí)練習(xí)1.一束平行的黃色光垂直入射每厘米有4250級像與原入射方向成30o角，求黃光的波長．解：由光柵方程(ab)k得210300(ab)sin75.8810mk242502.以平行白光垂直入射光柵常數(shù)為0.001的光柵上，用焦距為200的

透鏡把通過光柵的光線聚焦在屏上，已知紫光波長為400nm，紅光波長為750

nm，求第二級光譜中紫光與紅光的距離．根據(jù)光柵方程(ab)k和12在第二級譜線中的衍射角分別為和12x和1x則：221，2，因角很小，xftanf，1a212abb故它們的距離為222.009fx5(750400)100.14m14cmx1x()212ab1.0103.用5900oA的鈉黃光垂直入射到每毫米有500條刻痕的光柵上，問最多能看到第幾級明條紋？1ab解：232.0104.0oA根據(jù)(ab)最多見到的條紋級數(shù)k對應(yīng)的2,所以有ab2.0104k59003.39，即實(shí)際見到的最高級次為3k4.自然光入射到兩個重疊的偏振片上．如果透射光強(qiáng)為，(1)透射光最大強(qiáng)度的三分之一，(2)入射光強(qiáng)的三分之一，則這兩個偏振片透光軸方向間的夾角為多少?解：（1）I1Icos021312III0又2∴I1I06,故13cos2,cos,ο'11133.(2)I1I02cos2232I0∴2cos2ο'23第十一章量子力學(xué)基礎(chǔ)基本概念：黑體，斯特藩-玻爾茲曼定律，維恩位移定律，普朗克量子假設(shè)，最性，德布羅意波及其物理意義及統(tǒng)計(jì)解釋，薛定諤方程及應(yīng)用。補(bǔ)充復(fù)習(xí)練習(xí)：1.夜空中最亮的恒星為天狼星，測得其峰值波長為290nm，其表面溫度是多

少？北極星的峰值波長為350nm，其表面溫度又是多少？bb解：T1.0010K0.8310K4T4mm2π2.粒子在寬度為a（n(x)sinnaa＝1232最大概率密度是多少？2π解1）2xP(x)(x)sin2naa（2）當(dāng)=a/2時(shí)，Pmax)=2/a13.氫原子基態(tài)波函數(shù)為，求最可幾半徑．(r)ra100e-/a30解：電子在核外r處的徑向概率密度r22，(rrra)100()r2e2/a30最可幾半徑處dr)ra2rr，即r＝a0(0(1-)e2/draa3004.根據(jù)玻爾理論計(jì)算氫原子巴耳末系最長和最短譜線的波長解：根據(jù)巴耳末公式＝∞111R2n，最長波長為n＝，最短波長為n221115RR，max＝656nm223236max111R

R，max＝365nm242minx第十二章激光及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用激光產(chǎn)生的原理，激光的特點(diǎn)。

激光產(chǎn)生的基礎(chǔ)是受激輻射激光產(chǎn)生的先決條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布

什么是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，亞穩(wěn)態(tài)能級概念光學(xué)諧振腔的作用He-Ne激光器的工作原理,其中哪個是工作物質(zhì)，哪個是輔助物質(zhì)。第十三章X射線及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用1.產(chǎn)生X射線的基本條件是什么？2.常用的X射線產(chǎn)生裝置主要包括哪幾部分？3.X射線的強(qiáng)度、硬度及其調(diào)節(jié)方法，管電流、管電壓的概念。4.布拉格衍射公式。5.連續(xù)X射線譜與標(biāo)識X射線的特點(diǎn)。6.X射線的衰減規(guī)律、公式、計(jì)算。7.衰減系數(shù)與原子序數(shù)、波長的關(guān)系。補(bǔ)充復(fù)習(xí)練習(xí)：1.設(shè)工作電壓為200kV，電流為40mA，產(chǎn)生X射線效率為0.8%的某X射線

管，連續(xù)工作1分鐘，問靶上共產(chǎn)生多少熱量？解：X射線管連續(xù)工作1分鐘所產(chǎn)生的能量為：W10200106010(J)IUt40335其中轉(zhuǎn)化為熱量的百分比為：10.8%99.2%所以，靶上共產(chǎn)生的熱量為：QW99.2%476.16(kJ)答：連續(xù)工作1分鐘，靶上共產(chǎn)生476.16kJ2.用波長為0.04nm的X射線照射某晶體的晶面，當(dāng)掠射角一直減少到4.1°時(shí)才

觀察到布拉格反射，求該晶體的晶格常數(shù)．解：根據(jù)布拉格方程：2d及題意可知，時(shí)k=1，所以，1d(nm)2sin24.10.280(nm)答：該晶體的晶格常數(shù)0.281nm。3.對于某X射線，鋁和鉛的線性衰減系數(shù)分別為132cm-1和2610cm-1，要得到

和1mm厚的鉛板同樣的衰減程度，問應(yīng)該用多厚的鋁板？

解：根據(jù)朗伯定律ILIe0鋁和鉛分別用角標(biāo)1和2表示，對于同一束入射X射線有01=02；通過兩種物

質(zhì)后，達(dá)到同樣的衰減程度，則有1=2，即IeLIeL112212由上式可得：，1LL122即：1LL221答：要得到和1mm厚的鉛板同樣的衰減程度，應(yīng)該用19.8mm的鋁板4.厚度為1mm的某物質(zhì)層使一束X射線的強(qiáng)度衰減為原入射強(qiáng)度的20%，求該

物質(zhì)的線性衰減系數(shù)和半價(jià)層．解：根據(jù)朗伯定律IIeL0，可得：II0e20%cm1即：-1半價(jià)層為：ln20.6930.693L12答：該物質(zhì)的線性衰減系數(shù)為16.1cm-1，半價(jià)層為0.043cm．第十四章原子核物理學(xué)基礎(chǔ)基本概念：1.什么是核素、同位素