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医用物理学知识点导图,展现8个重点章节。(选用高教版医用物理学)
编辑于2020-02-09 10:01:06医用物理学
人体力学的基础知识
刚体绕固定轴的转动
转动惯量
平行轴定理
垂直轴定理
力矩
角动量
物体的弹性和形变
拉伸应变
体应变
拉伸应力(张应力)
杨氏模量(弹性模量)
体积模量(压缩模量)
剪切应变
剪切应力
切变模量
流体的运动
流体的基本模型
理想流体:被抽象为完全没有黏性、绝对不可压缩的流体理想模型
定常流动
连续性方程(体积流量守恒定律)
伯努利方程
被称为动压强
被称为重力压强
被称为静压强
应用
当理想流体在水平流管中作定常流动时,
伯努利方程可简化为
空吸现象
文丘里流量计
流速计
当流管均匀时,
伯努利方程可简化为
计示压强:实际压强与大气压强的差值
当流管两端处于相同压强
伯努利方程可简化为
虹吸管
黏性流体的运动
速度梯度
牛顿黏性定律:黏性流体作定常流动时,相邻两层流体之间的内摩擦力的大小与两层的接触面积S及该处的速度梯度成正比:
为流体的黏度
液体的黏度η随温度的升高而减小
气体的黏度η随温度的升高而增大
切应力
雷诺数
,流体在管内作层流
,流动状态不稳定,为过渡流
,流体在管内作湍流
层流和湍流
黏性流体的伯努利方程
斯托克斯定律
这即是雨滴到达地面的时候是匀速的原因
泊肃叶定律
当不可压缩的牛顿流体在水平均匀圆管中作层流时,各流层为一系列同轴的圆筒状薄层,紧贴管壁处的流速为零,管轴线处流速最大,而管中距管轴线r远的流层速度则为
流体黏度
沿管轴向出现压强差的距离
圆管半径
压强梯度:沿管轴向的压强变化
泊肃叶定律
流阻
振动和波
简谐运动
物体在线性回复力的作用下所作的振动称为简谐运动
简谐运动方程
其中
简谐运动的矢量图表示法
简谐运动的能量
振动的合成与分解
两个同方向同频率简谐运动的合成
合振动的振幅
合振动的初相位
两个同方向频率相近的简谐运动的合成
相互垂直的同频率的简谐运动的合成
波动的基本规律
形成机械波应具备两个条件
波源
能够传播机械波的弹性介质
波的基本特征量
波长
周期
频率
波速
平面简谐波的波动函数
波的叠加和干涉
声波
声波的基本性质
某一时刻介质中某点出的压强与该点平衡态时压强的差值定义为该点的声压
介质中x点的声压变化规律为
为声压幅值
有效声压
声特性阻抗
在声学中,声介质的力学特征用声压和介质振动速度之比来表示
单位是
声强
声强是声波的平均强度,即声波的能流密度
声强与声压、声阻之间的关系
声强级和响度级
声强级
声强的基准量
响度级
人耳主观感觉到的声音响亮(强弱)程度称为响度
多普勒效应
观察者接收到的声音频率为
声源的振动频率
介质中的声速
观察者相对介质的速度
声源相对介质的运动速度
若观察者向着参考点运动, 若声源向着参考点运动,p取正值,反之为负 若声源和观察者的运动不是沿着它们的连线方向, 将两者速度在连线方向上的投影值代入计算。
拍频
多普勒频移
分子动理论
物质的微观模型
分子的热运动
分子力
斥力
引力
液体的表面性质
表面张力和表面能
表面张力:平行于液体表面使表面收缩的力
为液体的表面张力系数
表面能
弯曲液面的附加压强
注意有内外两个表面的液膜,应为
毛细现象和气体的栓塞
固体与液体的接触角
当接触角为锐角时,液体润湿固体
时,完全浸润
当接触角为钝角时,液体不润湿固体
时,完全不浸润
毛细现象
对于润湿固体的液体,在毛细管中液面上升 对于不润湿固体的液体,在毛细管中液面下降
上升或下降的高度为
其中r为毛细管内半径
静电场
静电场是保守场
做功与路径无关的场,称为保守场或势场
电场与电场强度
电场
电荷
电荷量
国际单位制中,电荷量的单位为库伦,记为C
电荷守恒定律
电荷的量子化
物体所带电荷量是不连续的,其数值只能是元电荷的整数倍
元电荷就是一个电子所带电荷量的绝对值,其值为
电荷的相对论不变性
在不同参考系内观察,同一带电粒子的电荷量不变
库仑定律
静电力常数
是一点电荷指向另一点电荷的单位矢量
是真空介电常量(真空电容率)
国际单位制中,
电场线
用于形象地描述电场在空间的分布
电场线上每点切线方向表示该点的场强的方向
电场线的疏密反映场强的大小 即通过垂直于场强的单位面积的电场线条数等于该点场强的量值
电场强度
电场强度
利用高斯定理,电场强度
是电荷面密度
试探电荷
试探电荷的电荷量要足够小
试探电荷的几何线度要充分小
电场强度通量
通过电场中某一给定曲面的电场线的总条数,称为通过该曲面的电场强度通量
电场的叠加原理
某考察点的电场强度等于各点电荷单独存在时在该点电场强度的矢量和
点电荷的场强
点电荷系的场强
连续分布带电体的场强
高斯定理
在真空静电场中,通过任意闭合曲面的电场强度通量等于该曲面内所包围的电荷的代数和除以真空介电常量
数学表达式
用高斯定理计算电场强度
电势
静电场力做功
静电场环路定理:静电场沿任何闭合路径的线积分等于零
电势与电势差
电势
电势能
从a点移动到b点,静电场力对试探电荷做功
试探电荷在电场中的电势能
电势差(电压)
电场力所作的功用电势差表示为
电偶极矩(电矩)
由相聚l的两个点电荷+q和-q欧城的系统称为电偶极子
从负电荷到正电荷的矢量l称为电偶极子的轴
几何光学
球面成像
单球面折射公式
凡是实物、实像的距离,p、p'均取正值
凡是虚物、虚像的距离,p、p'均取负值
若是入射光线对着凸球面,则r取正值; 若是入射光线对着凹球面,则r取负值。
焦度
近轴光线下单球面折射成像的高斯公式
第一焦点和第一焦距
第二焦点和第二焦距
折射面两焦距和焦度间的关系式
透镜
薄透镜成像公式
透镜的折射率n
薄透镜成像的高斯公式
焦度是屈光度的100倍
薄透镜的组合:焦度的相加减
眼
明视距离大约为25厘米
屈光不正及其矫正
放大镜和显微镜
放大镜的角放大率
显微镜
显微镜的放大本领
线放大率
角放大率
放大率
显微镜的分辨本领
在空气中,n'=1
称为物镜的数值孔径
物镜的数值孔径越大,能够分辨的两点距离越近, 越能看清标本的细节,说明分辨本领越高。
X射线
X射线的产生
基本条件
高速运动的带电粒子流
阻碍带电粒子流运动的阻碍物(靶)
X射线的强度和硬度
强度
硬度
能量
X射线的基本特征
物理效应
穿透效应
荧光作用
电离作用
热作用
化学效应
X射线能使多种物质发生光化学反应
生物效应
X射线的衰减规律
单能窄束X射线服从指数衰减规律
是入射X射线的强度
是通过厚度为
是物质的线衰减系数
总衰减系数
质量衰减系数与波长及原子序数的关系
有效原子序数越高,对X射线的衰减越强
X射线的波长越长,越容易被吸收衰减
X射线的医学应用
诊断
X射线透视、摄影与造影
数字化X射线影像技术
X射线计算机体层成像(X-CT)
治疗
放射治疗
立体定向放射治疗
调强适形放射治疗