医学物理学
医学物理学
2万+ 人选课
更新日期:2025/05/07
开课时间2025/02/24 - 2025/07/21
课程周期21 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

物理学是研究物质的结构和相互作用及其运动规律的一门基础学科,是当今众多技术发展的基石。将物理学的基本原理及方法、技术应用于人类疾病预防、诊断、治疗和保健等临床医学研究过程中逐渐形成了医学物理学这门交叉学科。

目前人类正面临着癌症、以及各种心血管疾病的严重威胁,早期诊断、准确诊断、精确治疗就必须借助先进的现代医学影像诊断和治疗设备,如X射线成像、磁共振成像、放射性追踪、激光手术、速读温度计、心导管术、超声波扫描图、起搏器、光纤引导下的显微手术、超声波牙钻和放射性治疗等。这些技术领域中,各种仪器装置工作原理的正确解释都必须借助于物理学知识。通过学习物理可以更好地掌握普遍使用的技能,诸如逻辑推理与分析、解决问题、做简化假设、建立数学模型、采用有效近似、以及给出精确定义等技能。可以肯定物理学将在更高层次上推动医学的发展,物理学自身也会在与生命科学的结合中得到不断的进步。

本课程介绍了物理学各个领域的基础理论,通过本课程的学习可使学生解比较系统的物理知识。特别注重了物理学在医学中的应用,加入大量应用实例,教授可使学生受益终身的、用途广泛的解决问题的方法。培养学生分析问题、建立模型,完成求解,用物理方法研究医学问题的能力,从而深入理解相关的医学现象。

在内容安排上,舍去了一些公式的证明,将更多的篇幅用于讲述医学物理学在生物生命科学、机械、运动及日常生活等众多方面的应用。用引入引人入胜的应用实例向学生展示了医学物理学对于了解自然界和人类自身的重要作用。

课程大纲

第一章 流体

1.1 伯努利方程推导

1.2 牛顿流体

1.3 泊肃叶方程推导

1.4 血液流变学

第一章 流体 单元测验

第二章 振动和波动

2.1 振动方程

2.2 旋转矢量法

2.3 波动方程

2.4 波的能量和强度

2.5 多普勒效应在超声诊断中的应用

第二章 振动和波动

第三章 分子动理论

3.1 气体分子的三种速率

3.2 气体压强的微观解释

3.3 弯曲液面下的附加压强

3.4 气体栓塞

第三章 分子动理论

第四章 直流电

4.1 电流密度

4.2 欧姆定律的微分形式

4.3 基尔霍夫定律

4.4 电容器充放电

4.5 生物膜电位

第四章 直流电

第五章 几何光学

5.1 单球面折射和符号规则

5.2 共轴球面成像

5.3 薄透镜成像

5.4 眼睛的光学系统

第六章 波动光学

6.1 光程和光程差

6.2 薄膜干涉

6.3 半波带法分析夫琅禾费衍射

6.4 马吕斯定律

第六章 波动光学

第七章 量子力学基础

7.1 黑体辐射

7.2 康普顿效应

7.3 德布罗意假设和波函数的统计解释

7.4 激光产生原理

第七章 量子力学基础

第八章 X射线

8.1 X射线的产生和衰减规律

8.2 X射线在临床上的应用

8.3 X射线的衰减

8.4 单层螺旋CT扫描

第八章 X射线

第九章 原子核和放射性

9.1 原子核基本性质和衰变类型

9.2 磁共振成像的物理学基础

9.3 18F-FDG PETCT显像

9.4 产生磁共振的条件

第九章 原子核和放射性

医学应用案例集

医学应用低头时颈椎的受力分析

血液流变学

高强度聚焦超声治疗肿瘤

肺表面活性物质与新生儿呼吸窘迫综合征

生命系统的熵

生物电活动

血清蛋白电泳

医学中的电磁场

眼睛的屈光不正及矫正

药物中的旋光现象

红外热像仪的原理和医学应用

X-CT影像

SPECT甲状腺静态显像

磁共振成像的医学应用

思政应用案例集

物理中的模型

泊肃叶与血压计

科研的动力--造福人类

理想气体的能量公式和玻尔兹曼常量

从蒸汽机车到复兴号

电场强度与电势

卓越的科学家基尔霍夫

电磁现象

古人的智慧之光

光的微粒说和波动说之争

量子力学光的波粒二象性

伟大的抗疫精神

1+1大于2的图像融合技术

集中力量办大事