Topic outline
绪论
Folders: 2第1章 力学
力学是研究力作用于物体使之产生运动的物理学分支。它是第一个将物理定律成功地应用于生命体系的物理学领域，主要用于理解动物运动的规律。现代的力学概念首先由伊萨克·牛顿在其出版于 1687 年的有关力学的著作《自然哲学之数学原理》中阐明。而人们对力学的研究起源更早，可追溯到公元前四世纪的古希腊哲学家。此外，沉迷于科学和体育的古希腊人也最先将物理原理应用于动物的运动。亚里士多德曾写道：“运动之动物乃通过推挤其下之物而改变其位置……”尽管希腊哲学家提出的一些概念是错的，但是他们对自然普遍原理的寻求为早期的科学思想打下了烙印。
古希腊衰落之后，科学研究工作进入了停歇期。直到文艺复兴开始，包括科学在内的各种活动又重现生机。在文艺复兴期间，达.芬奇（1452－1519）对动物的运动与肌肉的功能做了详细的观察和研究。达.芬奇之后，数以百计的科学家做了进一步的研究，随着分析技术和仪器的发展，增进了对动物运动的力学原理的理解。今天人体运动的研究成为人体运动学以及生物力学的一部分。人体运动学主要针对运动员的活动研究人体运动，而生物力学则涵盖更广的领域——不仅包括肌肉运动，也包括骨骼和组织（如肺、心脏）的力学性质的研究。义肢与人工心脏等设备的制造是当前生物力学研究的活跃领域。
本章内容分为以下几部分：前两节是有关质点的运动学和动力学；第三节主要讨论静力平衡与作用在人体肌肉和骨骼上的力；第四节讨论刚体的转动。Pages: 2Files: 2Folders: 2Quiz: 1第2章 流体力学
在我们的日常生活和科学研究中，流体起着独特的作用，这主要是因为它们具有流动和与容器形状保持一致的特性。通常，我们把物质分为固体和流体。流体是能流动的物质，因此，流体这个名词包含液体和气体。但是这样的分类并不非常明确，有的流体如沥青流动得如此缓慢，在我们使用时，其性质显得像固体。
动物通过它们的循环系统中的流体输送养料和排出废物。类似地，在植物中也是通过流体来输送各种物质的。鱼的游动和鸟与飞机的飞行都涉及到流体的运动，天气、波浪和海洋的潮流也是这样。
所有这些现象都能用流体力学的原理来描述。但是，因为流体并不保持固定的形状并且它们是可压缩的，所以要做出全面分析是很复杂的事。为了使问题简化，第一节我们采用了所谓的“理想流体”模型，即满足不可压缩和非粘性条件的流体。我们假定流体是不可压缩的，也就是它们保持密度不变。对大部分液体，作为一级近似，通常可看做是不可压缩的。对气体来说，我们的方法只能应用于压强和温度变化很小的情况。非粘性假定指的是相对运动的各部分流体之间是无摩擦力的。这对静止流体或运动流体（如水、酒精和气体等）的某些应用是成立的。但是对于粘性较大的如血液和蜂蜜等流体，这些摩擦效应或粘滞效应通常是不可忽略的。
本章的第一节我们讨论非粘滞流体的力学。第二节讨论具有粘性的实际流体——血液的流动，以及把流体力学的知识应用于人的循环系统的某些方面。Pages: 2Files: 2Folders: 2Quizzes: 2第3章 液体表面现象
处于液体界面的分子由于同时受到同种分子以及气体或固体分子的作用力，将会产生一系列的特殊现象，称之为液体的表面现象液体的表面现象。如表面张力、附加压强等，这些特性对生物体而言，有极其重要的意义。
本章主要介绍液体的表面张力、附加压强、毛细现象以及气体栓塞等。Files: 2Folders: 2Quizzes: 2第4章 振动和波、声
声音一般可以分为纯音、复合音和噪声三大类。纯音是含单一频率的声波。在自然界和日常生活中很少遇到纯音，绝大部分都是复合音。复合音是由频率不同、振幅不同和相位不同的声音组合形成的一种周期性的振动波。而噪声是由许多频率、振幅和相位不同的声音无规律性地组合在一起形成的，严重干扰和影响人们正常工作、生活、学习。随着社会生产水平的不断提高，人们对从各方面控制和消除噪声的要求越来越强烈，因此降低噪声，是环境保护和劳动保护的一项重要课题。而利用物理学知识，可以用“以声制声”的方法来对付噪声。
本章主要讨论机械振动、机械波，以及声和超声的物理性质和规律及其在医学上的应用。Files: 2Folders: 2Page: 1Quizzes: 2第5章 电磁学
电磁现象在自然界中普遍存在，医学也离不开电和磁的基本知识，因为人体所有的功能和活动都以某种方式涉及到电和磁。比如，脑的活动基本上是电的活动，出入脑的所有神经信号都包含有电流；进入人眼的一切视觉信息都是通过电磁波的作用；声音信号在人耳中转变为神经的电脉冲；等等。
电和磁在医学上有两个方面，即人体内产生的电现象和磁现象，以及电和磁施用于人体表面。所以，要深入了解生命现象和有效地使用现代的医学仪器，必须要掌握一定的电磁学知识。
一切电磁现象都起因于电荷及其运动。电荷在周围激发电场，电场对场中电荷有电场力的作用；运动电荷在其周围激发磁场，磁场对场中的运动电荷有磁场力的作用。本章主要介绍电磁学基本知识，并在此基础上讨论人体内产生的各种电现象和电信号。Files: 2Folders: 2Page: 1第6章 几何光学
人类通过眼睛获取大量外界信息。从生物学的角度看，眼睛是用于感知光，并对之编码通过视神经传递至大脑的视觉和其他的区域。在一些低等生物中，最简单的“眼睛”仅能感受环境中光的存在，而人类和大多数的动物种类的眼睛拥有复杂的光学系统能够解析图像。眼球的构造类似一架精密的照相机，忠实地记录着物体的轮廓、纹理、色彩等光学特性，同时记录的影像也会出现模糊、失真等现象。
光学元件（如平面反射镜、透镜等）的性质都可以用光的波动特性完全导出，然而这种计算通常十分复杂，需要追踪波面每一点在光学器件上的传播规律。当光学元件的尺寸远远大于光的波长时，这类问题的研究可以大大简化。在物理学中都可以通过光在透明介质中的传播规律加以解释，并用几何学方法来研究和计算，称为几何光学（geometrical optics）。
因此，本章以光的直线传播为基础，研究光在透明介质中的传播规律，不涉及光的波动本质。主要讨论球面折射、透镜成像的规律，并介绍眼睛、放大镜等光学系统的基本原理。Files: 2Folders: 2Quizzes: 2第7章 波动光学
可见光是电磁辐射的一部分，其波长在 400 和 700 纳米之间。虽然这只是电磁波谱中很小的一部分，但是在物理学和生命科学的研究中，光学占据了很大的一部分。由于太阳辐射到地球上的电磁波中很大一部分属于可见光范畴，以此光在生命系统中起着十分重要的作用。
荷兰物理学家惠更斯在 1678 年最早提出了具有说服力的光的波动理论。后来麦克斯韦提出的电磁理论在更加全面和准确的阐述了光的电磁波特性。但是惠更斯的理论具有简单的数学形式，方便地解释了光的反射和折射定律，并且给出了介质折射率的物理意义。
光学是研究光的传播以及它和物质相互作用问题的学科。光学主要分成几何光学、波动光学和量子光学。几何光学是以光的直线传播规律为基础,主要研究各种成像光学仪器的理论；波动光学是研究光的电磁性质和传播规律,特别是干涉、衍射、偏振的理论和应用；量子光学是以光的量子理论为基础，研究光与物质相互作用的规律。本章主要从波的干涉、衍射、偏振三个方面讨论光的波动性。虽然这一章中我们把注意力主要集中在可见光上，但是应当指出我们所讨论的许多内容也适用于其它电磁波，如医学上常使用的X 射线、激光等等。Files: 2Folders: 2Quizzes: 2第9章 X射线及其医学应用
当物体受到高速电子束轰击的时候,就伴随着 X 辐射的产生。这个现象是 1895 年由伦琴最早发现的。X 辐射是一种看不见的射线，它具有比较强的穿透能力，能透过许多不透明的物质，并且对胶片等有感光作用，还能使许多物质产生荧光。由于当时对这种射线的本质还不清楚，伦琴就把它称为 X 射线（X-ray），意思是未知的射线。物理学研究表明， X 射线是波长较短，大约在 10 −3 ~1 nm 范围内的电磁波。由于 X射线穿透力强，它很容易穿过由氢、氧、碳和氮等轻元素组成的肌肉组织，但不易穿透骨骼等组织。这样，当 X 射线穿透人体组织器官时，就能够在感光胶片上留下不同强度的透射射线，形成组织和器官的 X 射线投影照片。X 射线投影第一次使临床医生们能够直观地“看”到人体的内部结构，为临床诊断提供了极大的帮助。因此，X 射线被发现后仅三个月就应用于医学，现在已成为现代医学所不可缺少的工具。
本章主要从 X 射线的产生、X 射线基本性质、X 射线晶体衍射以及 X 射线衰减规律等几方面对 X 射线进行概括介绍。同时，简单地介绍了 X 射线在医学上的应用和辐射防护的常识。Files: 2Folder: 1Page: 1Quizzes: 2第10章 激光及其医学应用
1960 年第一台红宝石激光器问世，此后两三年内这类激光器就被尝试用于眼科和皮肤科的治疗。1970年，Nath 发明了光导纤维，到 1973 年通过内窥镜技术成功地将激光导入动物的胃肠道，至此无创导入技术得到了快速发展。在临床医疗中，外科手术治疗是一种十分常见和重要手段：医生用手术刀把病变组织分离出来。现在激光手术得到了长足的发展，利用激光做切口和去除肿瘤已经十分普遍。而在眼科学中激光的应用更加突出，激光可以直接进入眼睛治疗视网膜的疾病或者修复破损(torn)的视网膜；利用不可见波段的激光能量可以消除白内障手术后导致的浑浊沉淀物，甚至用来矫正近视。医用激光突出的优点在于它的两个特性：纤细的高密度光束和及其单纯的颜色。本章主要讨论激光的发生原理、物理特性以及生物效应等，并对其在医学上的应用作简单的介绍。
Files: 2Folder: 1Page: 1Quizzes: 2