医用物理学复习

流体的流动一、基本概念1 理想液体2 稳定流动3 层流与湍流 流量 流阻 粘度 二、基本定律及定理1 *连续性方程2211v s v s Q sv ==2 *柏努利方程 2222121122121 21gh v p gh v p E gh v p ρρρρρρ++=++=++3 *泊肃叶定律 lP P r Q RP Q ηπ8)(214-=∆=4 牛顿粘滞定律 dxdvs F η=三、重要结果及结论1 小孔流速问题 h g v ∆=22 测速、测流量问题 (皮托管，汾丘里管)3 实际流体的能量损耗)21()21(2222121112gh v p gh v p E ρρρρ++-++=∆ 4 雷诺数及判据 ηρvr=Re 四、注意的问题空气中有大气压 Pa P 5010013.1⨯= 水的密度 3kg/m 1000=ρ空吸与虹吸现象振动和波一、基本概念1 振动 简谐振动 谐振动的矢量表示2 振幅 初相位 圆频率 周期3 波速 波长 频率 v u λ=4 振动的合成(同方向、同频率)5 相位差 同相 反相6 波动 波动方程的物理意义7 波的叠加原理 二、基本规律及重要公式1 *简谐振动方程 )cos(ϕω+=t A x220)(x v tg v x A ωϕω-=+=2 谐振动能量 2222121A m kA E ω==3 *简谐波的波动方程 ])(cos[ϕω+-=uxt A y4 波的强度公式 2221ωρuA I = 球面波 212211221)(,r r I I r r A A == 5 惠更斯原理6 *波的干涉 )(21212r r ---=∆λπϕϕϕ干涉加强2112122)(2A A A k r r +==---=∆πλπϕϕϕ干涉减弱211212)12()(2A A A k r r -=+=---=∆πλπϕϕϕ三、注意的问题1、已知初始条件及振动系统性质，求振动方程 (求?=ϕ)2、已知振动方程，求波动方程 (确定时间上是落后还是超前 ?ux) 3、两振动、波动叠加时，相位差的计算声波一、基本概念1 声速u2 振动速度 声压 声特性阻抗 Zp v A v u Z mm m ===,,ωρ 3 *声强 声强级 响度 响度级 )(lg 1022102222dB I IL Zp Z p uA I e m ====ωρ4 *听阈 痛阈 听阈区域二、重要公式1 声波方程]2)(cos[)](cos[πωωρω+-=-=u y t u A p uy t A x2 *多普勒效应公式 0v V u V u v so±=正负号的确定 ： 0远离来确定时，根据相互靠近还是、当≠s o V V 三、注意的问题1 两非相干的声波叠加时，声强可简单相加，而声强级不能简单相加2 标准声强 2120/ 10m w I -=分子动理论一、 基本概念1 物质的微观理论物质是由大量的分子、原子所组成，是不连续的 分子是在作无规则的运动-----热运动 分子之间有相互作用2 表面张力 表面能 表面活性物质 表面吸附3 附加压强4 润湿与不润湿 接触角 毛细现象 三、重要公式1 *表面张力SE ∆=∆=σσLF2 *附加压强 )(4)(2双液面单液面Rp Rp σσ==3 *毛细现象 grh ρθσcos 2=三、注意的问题1 表面张力产生原因2 气体栓塞3 *连通器两端大、小泡的变化4 水对玻璃完全润湿，接触角为零静电场一、基本概念 1 电场强度 qF E =2 电通量 ⎰⎰=Φθcos Eds e3 电势能 ⎰∞∞==rr r Edl q A W θcos 04 电势 ⎰∞==rr r Edl q W V θcos 0电势差 ⎰=-=bab a ab Edl V V U θcos *电场力作功)(0b a ab V V q A -=5 *电介质的极化 电极化强度Vpp i∆=∑ 电极化率χ E p 0χε=6 介电常数rr εεεχε01=+=7 电场能量密度 ,212E eεω=电场能量⎰=Ve dV W ω二、基本规律1 高斯定理1cos εθ∑⎰⎰==ni iqEds2 环路定理 0cos =⎰θEdl 3 *场强叠加原理 ∑==ni iEE 14 *电势叠加原理 ∑==ni iVV 05场强与电势的关系 n dndVE -= 6 *有介质时：介质中的场强与外场强的关系rE E ε0=， 电容关系0C C r ε=三、场强、电势的计算 1 *点电荷 场强 2041r q E πε=电势 rq V 041πε=2 *点电荷系 电偶极子 场强 )(41 )( 2413030中垂线，延长线r p E r p E πεπε==电势 cos 4120θπεr pV =电偶极矩ql p =3 连续带电体均匀带电长直棒 a E λπε041=均匀带电圆环 )1(222xR x q E +-=πε均匀带电无限大平板 02εσ=E 平板电容器 0εσ=E 均匀带电球壳 )(0),(4120R r E R r r qE <=>=πε均匀带电球体 )(41),(412030R r r q E R r R qr E >=<=πεπε直流电一、基本概念1电流强度 dt dqi =2电流密度 dsdij =3 *充、放电时间常数 RC =τ二、基本定律及重要关系式1 电流密度与漂移速度关系 v v Zen j e ρ==2 *欧姆定律微分形式 E j σ=3 *一段含源电路欧姆定律 ∑∑-=iiiab R I U ε4 *节点电流定律 0=∑iI5 *回路电压定律 0=-∑∑iiiR I ε6 充放电规律充电： )1(RCt e C q --=ε)1(RCt c e u --=εRCt c eRi -=ε放电：RCt eC q -=εRCt c eu -=εRCt c eR i -=ε四、注意问题1、 *一套符号规则2、 解题后对解要说明几何光学一、基本概念1 焦点 焦距 焦度2 近点 远点 明视距离 视力 *近视眼 *远视眼 散光眼3 线放大率 h h m '=， 单薄透镜pp m '-=4 *角放大率 βγα=(单放大镜f 25=α, *显微镜 目物f f L m M 25-==α) 5 *分辨本领 AN n z .61.0sin 61.0λβλ==6 数值孔径 βsin ..n A N =二、重要关系式1 单球面 *成像公式rn n p n p n 12'21-=+ 焦距公式 12221211,n n rn f n n r n f -=-= 焦度公式 rn n 12-=Φ 2 共轴球面系统 厚透镜 (方法：单球面依次成像) 3 薄透镜 *成像公式fp p 111'=+ *焦距公式 12100)]11([---=r r n n n f 焦度公式 f1=Φ 4 薄透镜组 一般情形： (方法：薄透镜依次成像)密接情形：f p p 111'=+， 21111f f f += 三、注意的问题1 *符号规则2 *依次成像时：前次所成的像作为后次成像的物的虚实3 系统所成像的性质要说明(位置、大小、虚实、正倒)一、基本概念1 相干光 *光程 干涉 衍射 偏振2 *半波损失 *半波带3 自然光 偏振光 布儒斯特角 双折射 二、基本规律及重要关系式1 干涉 *杨氏双疑缝干涉 亮纹 ) 2,1,0(sin ±±==k k d λθ 暗纹 )2,1( 2)12(sin ±±=-=k k d λθ *薄膜干涉 总的光程差=实际光程差+附加光程差 加强 ) 2,1,0( ±±==∆k k s λ 减弱 ) 2,1,0( 2)12(±±=+=∆k k s λ2 衍射 单缝衍射 *暗纹 )2,1,( sin ±±==k k a λθ 亮纹 ) 2,1( 2)12(sin ±±=+=k k a λθ圆孔衍射 第一暗环满足：暗纹 22.1sin λϕ=D3 光栅 光栅方程 *亮纹 ) 2,1,0(sin ±±==k k d λθ 4 偏振 *布儒斯特定律 120n n tgi =*马吕斯定律 θ20cos I I =二、注意的问题1 薄膜干涉时光在界面反射有无半波损失2 单缝衍射考虑衍射条纹亮、暗的公式与干涉相反，取决于半波带的奇偶性3 光栅存在缺级、最大级数问题4 自然光通过偏振片光强减小一半一、基本概念1 热辐射 单色辐射出射度 单色吸收率2 黑体 *普朗克量子假设3 光子 逸出功 临阈频率 波粒二象性4 自发辐射 *受激辐射 粒子数反转 光放大 亚稳态5 光电效应 康普顿效应 二、基本规律1 基尔霍夫定律λλλ0M a M i i = 2 *维恩位移定律 Tb m =λ 3 *斯特藩-波尔兹曼定律 4)(T T M σ=4 *爱因斯坦光电效应方程 A mV hv +=2215 *波粒二象性λh P hvE ==三、注意的问题 1 有关物理常数2 *激光器的组成及特性X 射线一、基本概念1 强度 *硬度 *轫致辐射2 *线衰减系数 质量衰减系数 质量厚度x x m ρ= 半价层ux 2ln 21=二、重要关系式1 强度 ii hv n I ∑= 2 *连续谱的最短波长 )()(242.1nm KV U m =λ 3 *强度衰减规律 m m x u ux eI e I I --==00 4 *低能时质量衰减系数的表示式 3λαkZ u m =三、注意的问题1 *X 射线谱的特点：连续谱与管压有关，与靶材料无关标识谱与靶材料有关，与管压无关2 X 射线的基本性质3 管电压、管电流反映的物理实质 管电流----X 射线的强度管电压----X 射线的硬度原子核和放射性一、基本概念1 原子质量单位 核素 *同位素 质量亏损 比结合能2 放射性 *核衰变 俄歇电子3 *衰变常数 *半衰期 平均寿命 λλτ2ln ,12/1==T *活度4 电离比值 射程二、重要关系式1 核半径 310A r r = 2 *核的衰变规律 2/1)21(00T t tN N e N N --==λ NA e A A tλλ==-0 三、注意的问题1 *射线作用方式及防护要点：带电粒子 α粒子：电离作用强 穿透力弱 防止内照射β粒子：电离作用弱，轫致辐射强，散射强 穿透力强 防止吸收伤害用铝、有机玻璃等轻材料防护光子类 光电效应 康普顿效应 电子对效应用铅等重金属材料防护中子 散射 核反应 用含氢多的材料吸收 (如水、石蜡)2 各种核衰变过程的位移规则及能谱特点3 结合能与原子核稳定性的关系4 比结合能与核能利用的关系。