醫(yī)學(xué)物理學(xué)課件

醫(yī)學(xué)物理學(xué)1進(jìn)度表周次日期星期節(jié)次理論課內(nèi)容授課教師學(xué)時12月22日一7,8緒論2.1波的產(chǎn)生與傳播胡貴祥223月1日一7,82.2聲波2.3多普勒效應(yīng)胡貴祥233月8日一7,82.4超聲波12.1超聲診斷胡貴祥243月15日一7,83.1理想液體的穩(wěn)定流動3.2伯努利方程及其應(yīng)用

3.3實(shí)際液體的流動胡貴祥253月22日一7,83.4血液的流動4.1表面張力和表面能

4.2彎曲液面的附加壓強(qiáng)胡貴祥263月29日一7,8

84月12日一7,84.4氣體栓塞現(xiàn)象4.5肺泡的表面張力胡貴祥294月19日一7,85.1電偶極子的電場5.3心電向量原理

5.4心電圖的描記原理胡貴祥2104月26日一7,87.3光的偏振7.4旋光性胡貴祥2104月30日五127.5光的吸收7.6光的生物效應(yīng)

8.3放大鏡與顯微鏡胡貴祥2125月10日一7,88.3放大鏡與顯微鏡8.4玻璃纖維內(nèi)鏡胡貴祥2135月17日一7,810.1X射線的性質(zhì)10.2X射線的產(chǎn)生及強(qiáng)度和硬度胡貴祥2145月24日一7,810.3X射線的吸收10.4X射線在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用胡貴祥2155月31日一7,812.2X－CT胡貴祥2176月14日一7,8復(fù)習(xí),考試胡貴祥22緒論物理學(xué)是一門醫(yī)學(xué)生必修的基礎(chǔ)課，是一切自然科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)科(包括醫(yī)藥學(xué))不可缺少的基礎(chǔ)。一、什么是醫(yī)學(xué)物理學(xué)

是用物理學(xué)的理論解釋生命過程中的生理及病理現(xiàn)象，把物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)實(shí)踐的一門邊緣學(xué)科。二、物理學(xué)的研究對象和方法

1.物理學(xué)的研究對象

物理學(xué)是研究自然界中物質(zhì)運(yùn)動最基本、最普遍的性質(zhì)與規(guī)律的一門自然科學(xué)。其中的物質(zhì)有兩種基本形態(tài)：實(shí)物和場。它們互有區(qū)別又有聯(lián)系。物質(zhì)的運(yùn)動形式是極其多樣的。物理學(xué)所研究的運(yùn)動形式，普遍存在于其他高級的、復(fù)雜的物質(zhì)運(yùn)動形式中。提問：物質(zhì)的兩種基本形態(tài)是—固、液、氣態(tài)？是運(yùn)動和靜止？32.物理學(xué)的研究方法觀察、實(shí)驗(yàn)、假說、理論這種研究方法具有普遍意義?！爸R只有通過實(shí)踐與思考才會變成力量，這就要求要有責(zé)任感和良好的習(xí)慣與作風(fēng)?！薄獏请A平院士(首醫(yī)首任院長)學(xué)習(xí)物理學(xué)，更應(yīng)該培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)格的科學(xué)作風(fēng)。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)時，一是一、二是二，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)條件、環(huán)境和結(jié)果。如果結(jié)果正確或合理，則據(jù)此得出結(jié)論；如果結(jié)果不正確或不合理，也應(yīng)該如實(shí)記錄，并分析出現(xiàn)這種結(jié)果的原因。物理的學(xué)習(xí)過程，就是對嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)作風(fēng)的訓(xùn)練過程。4法拉第(MichaelFaraday1671-1867年)邁克爾·法拉第是在電學(xué)上作出了巨大貢獻(xiàn)的英國科學(xué)家。發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)是他為物理學(xué)所做的一項(xiàng)最偉大的貢獻(xiàn)。從1820年丹麥哥本哈根大學(xué)的奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)開始，到1831年的11年間，法拉第為了實(shí)現(xiàn)“磁生電”的過程，每天做完實(shí)驗(yàn)后都要寫實(shí)驗(yàn)日記，而這些日記中記得最多的竟是“沒有效果”、“沒有反應(yīng)”、“不行”等等否定的詞匯。法拉第的實(shí)驗(yàn)日記共8卷，記錄了他在1820-1862年進(jìn)行過的16041則實(shí)驗(yàn)。這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)，不知使后來的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)少走多少彎路！麥克斯韋評價法拉第說：“他(的實(shí)驗(yàn)記錄)既告訴我們他的不成功的實(shí)驗(yàn)，也告訴我們他的成功的實(shí)驗(yàn)，即告訴我們他的粗糙的想法，也告訴我們那些成熟的。歸納能力不及他的讀者，感到共鳴多于敬佩，并且引起這樣一個信念，如果他有這樣的機(jī)會，將也成為一個發(fā)現(xiàn)者?！?三、物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系物理學(xué)提供了設(shè)計(jì)、研究和使用醫(yī)學(xué)儀器的基礎(chǔ)知識、技術(shù)和技能?？茖W(xué)儀器越來越往高、精、尖發(fā)展，得出的結(jié)論結(jié)果越來越明確。但如果操作者能夠了解儀器的測量原理和手段，就更可能充分利用它的潛力，甚至開發(fā)出新的用途。6醫(yī)學(xué)的發(fā)展歷來與物理學(xué)的發(fā)展有密切的關(guān)系，物理學(xué)發(fā)展過程中經(jīng)歷了三次飛躍，都極大地促進(jìn)了醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展。十七八世紀(jì)，牛頓力學(xué)的建立和熱力學(xué)、光學(xué)的發(fā)展，溫度計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)、顯微鏡等儀器的發(fā)明，極大地彌補(bǔ)了醫(yī)學(xué)檢測手段的不足。19世紀(jì)，電磁理論的建立，X射線的發(fā)現(xiàn)和心臟電偶極子模型的建立，對醫(yī)學(xué)的發(fā)展有極大的促進(jìn)。20世紀(jì)以來，相對論和量子力學(xué)的建立，放射性、磁共振、激光、計(jì)算機(jī)技術(shù)等在醫(yī)學(xué)現(xiàn)代化中已經(jīng)成為不可缺少的診斷、治療手段。三、物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系十七八世紀(jì)，牛頓力學(xué)的建立和熱力學(xué)、光學(xué)的發(fā)展，溫度計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)、顯微鏡等儀器的發(fā)明，極大地彌補(bǔ)了醫(yī)學(xué)檢測手段的不足。19世紀(jì)，電磁理論的建立，X射線的發(fā)現(xiàn)和心臟電偶極子模型的建立，對醫(yī)學(xué)的發(fā)展有極大的促進(jìn)。20世紀(jì)以來，相對論和量子力學(xué)的建立，放射性、磁共振、激光、計(jì)算機(jī)技術(shù)等在醫(yī)學(xué)現(xiàn)代化中已經(jīng)成為不可缺少的診斷、治療手段。7醫(yī)學(xué)的發(fā)展歷來與物理學(xué)的發(fā)展有密切的關(guān)系，物理學(xué)發(fā)展過程中經(jīng)歷了三次飛躍，都極大地促進(jìn)了醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展。十七八世紀(jì)，牛頓力學(xué)的建立和熱力學(xué)、光學(xué)的發(fā)展，溫度計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)、顯微鏡等儀器的發(fā)明，極大地彌補(bǔ)了醫(yī)學(xué)檢測手段的不足。19世紀(jì)，電磁理論的建立，X射線的發(fā)現(xiàn)和心臟電偶極子模型的建立，對醫(yī)學(xué)的發(fā)展有極大的促進(jìn)。20世紀(jì)以來，相對論和量子力學(xué)的建立，放射性、磁共振、激光、計(jì)算機(jī)技術(shù)等在醫(yī)學(xué)現(xiàn)代化中已經(jīng)成為不可缺少的診斷、治療手段。物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的密切關(guān)系還表現(xiàn)在，許多科學(xué)家運(yùn)用物理學(xué)的知識和研究方法為醫(yī)學(xué)做出了貢獻(xiàn)，同時在對醫(yī)學(xué)問題的研究過程中也建立了一些物理學(xué)的理論。三、物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系8物理學(xué)技術(shù)在生命科學(xué)中的應(yīng)用生命微觀機(jī)制的研究運(yùn)用了量子力學(xué)方法，運(yùn)用了過去已經(jīng)發(fā)展起來以及近代正在發(fā)展的各種技術(shù)，特別是物理學(xué)技術(shù)?，F(xiàn)代基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究、預(yù)防、臨床診斷和治療方面的技術(shù)手段正在日新月異發(fā)展著，其中主要是物理學(xué)技術(shù)，如各種窺鏡、電子顯微鏡、微波、超聲、激光、核磁共振、斷層顯像、核醫(yī)學(xué)等技術(shù)。9四、物理學(xué)的學(xué)習(xí)要求和方法我們要學(xué)習(xí)物理學(xué)的“觀察、實(shí)驗(yàn)、假說、理論“的研究方法，而嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)格的科學(xué)作風(fēng)的培養(yǎng)是什么時候都不能中斷的。10物理學(xué)的學(xué)習(xí)要求和方法學(xué)習(xí)物理學(xué)，要認(rèn)真聽課、作筆記，做好預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)、做習(xí)題、做實(shí)驗(yàn)。要按時交作業(yè)，作業(yè)都有記錄。(作業(yè)，要有作業(yè)本，交作業(yè)時寫上姓名和學(xué)號)交作業(yè)：各班課代表收齊作業(yè)后按學(xué)號排序整理好，交到教學(xué)樓435辦公室。答疑時間：每周四下午第七節(jié)3:30~4:30學(xué)期成績：期末考試占60%，平時成績占40%11第二章波動和聲波波動是振動在空間的傳播。各種信息的傳播幾乎都要借助于波。機(jī)械振動在媒質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波。波除有機(jī)械波外，還有電磁波等其它種類的波。聲波是一種機(jī)械波。12振動在介紹波動之前，我們先來現(xiàn)了解振動。振動(vibration)是自然界中最常見的運(yùn)動形式。物體在空間某一位置附近所作的來回往復(fù)運(yùn)動稱為機(jī)械振動。簡諧振動是一種最簡單、

最基本的振動。簡諧振動可以用簡諧振動方程來描述：

x=Acos(ωt+φ)其中x是振動位移，A是振幅，φ是初相位，ω是角頻率，頻率f=ω/2π，周期T=1/f。簡諧振動曲線13第一節(jié)波的產(chǎn)生與傳播一、波(wave)的產(chǎn)生機(jī)械振動在彈性媒質(zhì)中傳播。產(chǎn)生機(jī)械波的兩個條件：波源和彈性媒質(zhì)。聲波通常是縱波。

超聲波：f>20,000hz，

次生波：f<20hz，

通常所說的聲波，f：20hz~20,000hz。

從物理上看，這三種聲波并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。橫波和縱波。14二、波的傳播15波的傳播結(jié)論：(1)

質(zhì)點(diǎn)并未“隨波逐流”波的傳播不是媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的傳播。(2)“上游”的質(zhì)點(diǎn)依次帶動“下游”的質(zhì)點(diǎn)振動。(3)某時刻某質(zhì)點(diǎn)的振動狀態(tài)將在較晚時刻于“下游”某處出現(xiàn)---波是振動狀態(tài)的傳播(4)波長

——波一個周期內(nèi)傳播的距離。

相距波長的兩質(zhì)點(diǎn)的振動狀態(tài)相同，它們是同相點(diǎn)——在波線上相位差2

(5)波速c——波單位時間傳播的距離。

c=f

=/T

此式適用于各種波波的頻率、周期、角頻率的概念分別是什么？波長：在波線上相鄰的兩個同相點(diǎn)之間的距離。

波速：單位時間內(nèi)振動狀態(tài)傳播的距離。

周期：一個完整波通過波線上某點(diǎn)所需的時間。

頻率：單位時間內(nèi)通過波線上某點(diǎn)完整波的個數(shù)。

角頻率：2π秒時間內(nèi)通過波線上某點(diǎn)完整波的個數(shù)。16波的幾何描述波面，波前，波線

兩種波面簡單的波：平面波和球面波注意：一列波在不同媒質(zhì)中傳播，周期和頻率是不變的，而波速可能不同。周期和頻率決定于波源，波速決定于媒質(zhì)。由于

=c/f=cT

則波長也可能不同。17四、惠更斯原理在媒質(zhì)中波前上的各點(diǎn)都可以看作新的波源向各個方向發(fā)出子波，在其后任一時刻，這些新波源發(fā)出的子波的包跡就是新的波前。包跡，公切面可以由當(dāng)前的波前求出下一個時刻的波前。18惠更斯原理的應(yīng)用： 解釋波的衍射現(xiàn)象

傳播到依直線傳播不能到達(dá)的區(qū)域。在解釋干涉現(xiàn)象時也用到惠更斯原理。19第二節(jié)聲波機(jī)械波可以在固體、液體和氣體中傳播。固體可以傳播橫波和縱波，而液體和氣體只能傳播縱波。聲波通常是以縱波的形式傳播。固體中的聲速c較大，而液體中c較小，氣體中c最小?？諝庵新曀賑與氣溫有關(guān)(經(jīng)驗(yàn)公式)：

c=331+0.6t(m·s-1)

其中t是攝氏度(℃)。一、聲速聲學(xué)是研究媒質(zhì)中機(jī)械波的產(chǎn)生、傳播、接收和效應(yīng)的物理學(xué)分支學(xué)科。20二、聲壓和聲強(qiáng)(一)聲壓聲壓聲波作為縱波傳播時與沒有聲波傳播時媒質(zhì)內(nèi)各相應(yīng)點(diǎn)的瞬時壓強(qiáng)差就是聲壓。聲壓可正可負(fù)，質(zhì)點(diǎn)密集處聲壓為正，稀疏處為負(fù)。聲壓幅值：Pm=Aωρc聲阻抗(簡稱聲阻)反映媒質(zhì)的聲學(xué)特性。定義聲阻抗Z

單位?：kg·s-1·m-221(二)聲強(qiáng)波的傳播是運(yùn)動狀態(tài)的傳播，必然也伴隨著能量的傳播。媒質(zhì)各點(diǎn)振動時有動能、也有勢能，且動能勢能周期變化。單位時間內(nèi)通過垂直與傳播方向上單位面積的平均能量稱為能流密度，即波的強(qiáng)度(聲強(qiáng))在教室里要改變我說話聲音的聲強(qiáng)I

，可以怎么辦？為了計(jì)算得到聲強(qiáng)，需要測量多少個量？可以通過測量聲壓間接得到聲強(qiáng)。聲強(qiáng)單位是什么？22聲波的透射和反射當(dāng)聲波傳播經(jīng)過聲阻不同的兩種媒質(zhì)交界面時，會發(fā)生透射和反射。理論證明，當(dāng)入射波垂直界面入射時，反射系數(shù)和透射系數(shù)符合：反射系數(shù)透射系數(shù)入射波強(qiáng)度Ii透射波強(qiáng)度It反射波強(qiáng)度Ir界面Z1Z2討論：Z1、Z2近似相等時，有什么情況？它們相差很大時，又有什么情況？23聽閾曲線和痛閾曲線三、聽覺區(qū)域、聲強(qiáng)級和響度級(一)聽閾、痛閾、聽覺區(qū)域提問：聲波頻率在20~20000Hz內(nèi)一定可以被我們聽到嗎？聲波要被聽到，除了頻率要求外，還應(yīng)考慮聲強(qiáng)的范圍。聽閾、聽閾曲線

痛閾、痛閾曲線

聽覺區(qū)域

1000Hz

|100Hz

聽閾：10-12W·m-2|5×10-9W·m-2痛閾：1W·m-2|3W·m-2這些聽閾和痛閾都是大量正常人的統(tǒng)計(jì)效果，是一個“平均耳”的數(shù)值。24(二)聲強(qiáng)級L采用聲強(qiáng)的對數(shù)表示人耳聽到聲音的強(qiáng)度等級。單位：貝爾(B)、分貝(dB)

1000Hz的聲波，從聽閾到痛閾，聲強(qiáng)級0dB~120dB，有120個等級。聽閾曲線和痛閾曲線25城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)各類標(biāo)準(zhǔn)的適用區(qū)域

0類標(biāo)準(zhǔn)適用于療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域；1類標(biāo)準(zhǔn)適用于以居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域。鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照執(zhí)行該類標(biāo)準(zhǔn)；2類標(biāo)準(zhǔn)適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)；3類標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)區(qū)；4類標(biāo)準(zhǔn)適用于城市中的道路交通干線道路兩側(cè)區(qū)域，穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域。6070455653506024555140500夜間晝間類別城市5類環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值夜間突發(fā)噪聲

夜間突發(fā)的噪聲，其最大值不準(zhǔn)超過標(biāo)準(zhǔn)值15dB。26(三)響度級聲波的響度以1000hz的聲波為參考。單位(phon)：聲強(qiáng)和聲強(qiáng)級都是反映聲波的客觀效果的物理量，是一個客觀量。

響度級是人耳感到聲波強(qiáng)弱的物理量，它反映聲波的主觀特性。

口方0phon曲線就是聽閾曲線，也稱為聽力曲線27等響曲線聲波傳入內(nèi)耳，不同頻率聲波能在基底膜不同區(qū)域發(fā)生共振，產(chǎn)生不同音調(diào)感覺。若測定某人對特定區(qū)域頻率聲波出現(xiàn)聽力障礙(聽閾曲線可能怎樣變化？)，對判斷耳部疾病有幫助。28聽力曲線與耳部疾病慢性化膿性中耳炎聽力曲線美尼爾中期聽力曲線美尼爾晚期聽力曲線正常聽力曲線曲線在低處說

明什么？29第三節(jié)多普勒效應(yīng)當(dāng)波源和接收器發(fā)生相對運(yùn)動時,接收器所測得的頻率不等于波源發(fā)出頻率的現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。一、多普勒效應(yīng)的表達(dá)式聲源S發(fā)出的聲波頻率為f0的，相對媒質(zhì)速度u，接受器O相對媒質(zhì)速度為v，u、v都在它們連線上，聲波在媒質(zhì)中傳播速度為c。v··0Su30聲源靜止,接受器靜止

首先，若聲源靜止，接受器靜止，

u=0,v=0，接收器t時間接收f0t個波，波長為λoc=f0λo=λo/To31(一)聲源靜止、接收器運(yùn)動u=0，v≠0，接受器向聲源靠近，t時間內(nèi)接收器比靜止時多接收了(vt/λo)個波，則接受器接受的頻率：若接受器遠(yuǎn)離聲源：---32(二)接受器靜止、聲源運(yùn)動

v=0，u

≠0，聲源向接受器靠近。波長變小了接受器接受到的頻率：若聲源遠(yuǎn)離接受器：+33(四)波源和接收器同時運(yùn)動u

≠0，v

≠0，綜合上面兩種情況，有多普勒效應(yīng)公式符號確定:

聲源S和接受器O相互靠近時f增大。這個式子怎么記住呢？耳朵--上面

接受器--分子嘴巴--下面

聲源--分母34一般多普勒效應(yīng)公式上面討論的u和v都在聲源和接收器的連線上，若不在連線上，就要取速度在連線方向的分量：其中α、β是速度與連線方向的夾角。

·

·0S

uv35超聲波診斷儀的發(fā)射頻率為5Mhz，心臟向著超聲波診斷儀方向運(yùn)動，速度為10cm·s-1，試求心臟接收到的頻率與聲源的頻率相差多少？(組織中的聲速為1500m·s-1)例2-3解：心臟接收到的頻率為則了解：電磁波也有多普勒效應(yīng)在天文學(xué)上：

f>f0，λ<λ0

，藍(lán)移

f<f0，λ>λ0

，紅移已知：f0=5×106Hz，c=1500m·s-1，v=0.1m·s-1，向聲源方向

求：Δf=f-f0答：心臟接收到的頻率與聲源的頻率相差333Hz。解題時,要按照：已知、求、解、答的順序，并且過程中應(yīng)該有適當(dāng)?shù)闹形恼f明。36二、超聲多普勒血流儀超聲波探測過程中經(jīng)歷了兩次發(fā)射接收。第一次是探頭發(fā)射，血細(xì)胞接收；第二次血細(xì)胞發(fā)射，探頭接收。則：探頭第二次接收與第一次發(fā)射的超聲波頻率差(頻移)為：這是測量血流速度的一種裝置37超聲多普勒血流儀由于人體中超聲波聲速c=1500m·s-1，c>>v，c>>vcosθ，則頻移可以簡化成：則血細(xì)胞速度，即血流速度v為：優(yōu)點(diǎn)：無創(chuàng)傷，簡易，靈敏。在二維B超基礎(chǔ)上利用多普勒效應(yīng)反映血流速度，就成為醫(yī)學(xué)中常見的彩超。38第2章布置習(xí)題課本p29 習(xí)題二

2-3，2-4，2-6，2-72-4:增加幾個字……另一聲音比它的聲強(qiáng)級高10dB，問其聲強(qiáng)為多少？若兩個聲音的聲強(qiáng)級……答疑時間地點(diǎn)：周四？？下午第7節(jié)，教學(xué)樓435#交作業(yè)時間：周一上午大課間39解：心臟接收到的頻率為已知：f0=5×106Hz，c=1500m·s-1，v=0.1m·s-1，向聲源方向

求：Δf=f-f0答：心臟接收到的頻率與聲源的頻率相差333Hz。解題時,要按照：已知、求、解、答的順序，并且過程中應(yīng)該有適當(dāng)?shù)闹形恼f明。超聲波診斷儀的發(fā)射頻率為5Mhz，心臟向著超聲波診斷儀方向運(yùn)動，速度為10cm·s-1，試求心臟接收到的頻率與聲源的頻率相差多少？(組織中的聲速為1500m·s-1)再看例2-340舉例：課本p29習(xí)題二41第四節(jié)超聲波超聲波是頻率大于20000hz的聲波，人耳聽不見。一、超聲波的產(chǎn)生與接收

壓電效應(yīng)

電致伸縮效應(yīng)高頻脈沖

發(fā)生器探頭壓電晶體二、超聲波的性質(zhì)方向性好強(qiáng)度大穿透能力強(qiáng)(固體和液體)容易受到障礙物的反射超聲波回波探測就是基于此。42三、超聲波的生物效應(yīng)超聲波在媒質(zhì)中傳播，對媒質(zhì)產(chǎn)生以下四種效應(yīng)：熱效應(yīng)

機(jī)械能轉(zhuǎn)化成媒質(zhì)內(nèi)能，用于臨床理療,選擇性地治療腫瘤。機(jī)械效應(yīng)

使媒質(zhì)分子產(chǎn)生劇烈的機(jī)械振動，加速度大、壓強(qiáng)大空化作用

液體內(nèi)部形成瞬間閉合的空腔。空化作用增強(qiáng)了機(jī)械作用。聲流效應(yīng)

溶液中的一些懸浮粒子會發(fā)生平動或轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致細(xì)胞損傷43超聲波對生物體的損傷(1)I較小時，作用時間t長－－熱作用為主

I較大時，t短－－空化作用為主

I居中，t居中－－機(jī)械作用為主(2)頻率f越低(在超聲波范圍)，損傷越嚴(yán)重(3)f>5MHz，不會產(chǎn)生損傷44超聲波生物效應(yīng)安全區(qū)45四、超聲的安全劑量生物體對超聲波都有一個能夠承受的最大劑量，即安全劑量，分為診斷劑量和治療劑量。

長期的動物實(shí)驗(yàn)和臨床超聲檢查說明超聲診斷所用的劑量對人體是無害的。46安全劑量診斷超聲劑量：

診斷過程中不能引起對人體造成傷害的生物效應(yīng)，這個閾值通常是100mW·cm-2。治療超聲劑量：

治療的最佳超聲劑量應(yīng)建立在生物效應(yīng)基礎(chǔ)上。這個劑量比診斷劑量大得多。這個劑量通常分成三個強(qiáng)度：低強(qiáng)度、中強(qiáng)度和高強(qiáng)度。對于一般治療，移動聲頭約為1.5W·cm-2~2.0W·cm-2，而固定聲頭應(yīng)在0.5W·cm-2~0.6W·cm-2之間。4712.1超聲診斷p147醫(yī)學(xué)影像成像是借助于某種物質(zhì)與人體的相互作用，把人體內(nèi)部組織、器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)和密度等，以影像的形式表現(xiàn)出來，供醫(yī)生根據(jù)影像中所提供的信息進(jìn)行分析判斷，從而對病人的健康狀況進(jìn)行診斷的一門科學(xué)技術(shù)。其中包括超聲波成像、X射線成像、磁共振成像(MRI)、核素成像等。48醫(yī)學(xué)超聲波技術(shù)

超聲波技術(shù)運(yùn)用于醫(yī)學(xué)，是繼X射線診斷技術(shù)之后發(fā)展最迅速、推廣應(yīng)用和普及最快的一門技術(shù)。超聲波成像與X射線成像相比，具有無損傷和靈敏度高的特點(diǎn)。超聲波、X射線及核素掃描，

是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)并用的三大影像診

斷系統(tǒng)。49超聲診斷儀50超聲診斷儀251一、超聲脈沖回波成像原理(一)、超聲診斷儀的組成(二)超聲波回波成像的基本原理超聲波在人體軟組織的傳播速度差別不大，約為1500m·s-1，不同位置分界面的回波有幾百微秒的時間差。脈沖回波成像原理超聲回波信號強(qiáng)說明：

A)界面距離體表遠(yuǎn)

B)界面兩側(cè)聲阻抗差異大

C)界面運(yùn)動速度快

D)界面兩側(cè)密度差異大52二、超聲波探測的分辨本領(lǐng)(resolvingpower)(一)空間分辨率

1.縱向分辨率

超聲束傳播方向上對前后兩點(diǎn)的分辨能力?？v向分辨率的理論極限是超聲波的半個波長。縱向分辨率與超聲脈沖的寬度有關(guān)，脈沖寬度越小，縱向分辨率越高。超聲波頻率越大，脈沖寬度可以越小。532.橫向分辨率

表示能分辨與超聲束垂直的橫向面上兩點(diǎn)的能力。它與超聲束的橫向直徑有關(guān)。聲束越細(xì)，橫向分辨率越好。理論分析證明，超聲波波長越小，橫向分辨率越高。當(dāng)提高超聲波的頻率時，縱向和橫向分辨率都能提高，對細(xì)微結(jié)構(gòu)的探測是有利的。但提高頻率會增加衰減，降低穿透力，影響超聲的探測距離。54(二)細(xì)微分辨率只有當(dāng)病灶比超聲波長大數(shù)倍時，作為大界面才能發(fā)生明顯反射。

提高超聲波頻率可以使圖像質(zhì)量更好，但是探測深度變小了。

由于超聲波在人體組織中的衰減系數(shù)是隨頻率升高而增大，因而在探測深部組織或較厚的臟器時不宜使用過高的頻率。

淺表處用探測用頻率高的超聲波，深處部位探測用頻率較低的超聲波。55(三)對比分辨率利用灰階(從純黑到純白之間灰度級別)來反映回波的強(qiáng)弱。56三、A型超聲診斷儀原理與應(yīng)用

A型(AmplitudeMode，振幅型)超聲診斷儀(簡稱A超)是幅度調(diào)制型，能顯示一維信息。

顯示屏橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示強(qiáng)度。57A超在臨床上的應(yīng)用

A型超聲波診斷儀主要適用于檢查肝、膽、脾、眼及腦等簡單解剖結(jié)構(gòu)，測量線度以及獲得回波幅度的大小和形狀，通過分析回波幅度的分布以獲得組織的特征信息。它可用于許多科室，其中最有代表性的應(yīng)用是腦中線位置的測量。一般正常人腦中線位置通過顱骨的幾何中心，最大偏差≤0.3cm。用雙跡A型診斷儀測量若腦中線偏移＞0.3cm，則應(yīng)考慮有占位性病變。此法檢查無痛苦，準(zhǔn)確性高。58A超的特點(diǎn)根據(jù)回波的強(qiáng)弱，可以推測病變組織的物理性質(zhì)(囊性、實(shí)質(zhì)性還是含氣組織)。但還要根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)和其他檢查才能確診。

A超實(shí)際上是利用超聲波測量距離、確定位置。超聲測距定位技術(shù)在其他領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。59(四)B型超聲診斷儀的原理與應(yīng)用

B型(BrightnessMode，輝度型)超聲診斷儀(簡稱B超)是輝度調(diào)制型，能顯示二維信息(超聲波傳播方向與探頭移動方向所決定平面的斷面影像)。60B超的特點(diǎn)

B超探頭移動(掃描)的方式可分為機(jī)械式掃描和電子式掃描。B超的灰階

決定圖像的層次感和清晰度。有64、128、256級灰階等

B超可以直觀顯示臟器的大小、形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并可將實(shí)質(zhì)性、液性和含氣組織區(qū)分出來，并且可觀察動態(tài)情況。61五、M型超聲診斷儀的原理與應(yīng)用M型超聲診斷儀(M超)也屬于輝度調(diào)制型。

M超是將單探頭固定于體表一點(diǎn)，探測內(nèi)部深處組織界面的運(yùn)動。

M超橫軸表示時間，縱軸表示深度。62M超診斷舉例63M超的特點(diǎn)

M超特別一般用于觀察的記錄動態(tài)臟器的活動情況，特別適用于檢查心臟功能，稱為超聲心動圖。

通常超聲心動圖還顯示心電圖和心音圖。

M超顯示的圖像缺乏解剖形態(tài)的直觀性，也不適用于靜態(tài)臟器的檢查。64六、超聲多普勒診斷儀的原理與應(yīng)用超聲多普勒技術(shù)主要有超聲多普勒血流儀和彩色多普勒血流成像儀(CDFI，簡稱彩超)。彩超是把某處的回波信號分成兩路，一路建立該處的B超圖象；另一路根據(jù)頻移得到該處血流速度信息，確定該處的顏色。

彩超的顏色是偽彩色。65彩超的特點(diǎn)彩超既能觀察解剖部位，又能觀察內(nèi)部血液流動的狀態(tài)，直觀形象快速，是檢查診斷心臟、血管、腹部臟器(如肝、腎)、淺表器官(如甲狀腺)等疾病的的先進(jìn)技術(shù)。66第三章液體的流動氣體和液體沒有固定的形狀，稱為流體(fluid)，它們具有流動性(fluidity)。流動性是流體的最基本特征。研究流體的學(xué)科可以根據(jù)研究對象的特點(diǎn)分類：

流體靜力學(xué)、流體動力學(xué)流動的基本規(guī)律廣泛運(yùn)用于循環(huán)、呼吸過程及醫(yī)療設(shè)備研究。67第一節(jié)理想液體的穩(wěn)定流動一、理想液體實(shí)際液體有可壓縮性和粘滯性理想液體是一個模型理想模型：突出主要方面，忽略次要方面二、穩(wěn)定流動“穩(wěn)定”的概念：空間各點(diǎn)流速(大小和方向)不隨時間而變化。流線和流管：

68流線和流管a.流線不能相交；

b.穩(wěn)定流動時流線分布情況不變；

c.穩(wěn)定流動時流線與流體質(zhì)元的運(yùn)動軌跡重合a.流管內(nèi)外的液體不能交換；

b.穩(wěn)定流動時流管形狀不變；

c.流管無限變細(xì)就成為流線.想象出來的線和管液體在穩(wěn)定流動時，液體粒子是作勻速直線運(yùn)動嗎？69三、連續(xù)性方程(Equationofcontinuity)1.流量(體積流量)Q， 單位：m3·s-1平均流速：2.連續(xù)性方程的條件：不可壓縮的液體做穩(wěn)定流動Δt時間流體流過S1截面(流入)的體積

V1=S1·v1Δt流過S2截面(流出)的體積：

V2=S2·v2Δt70連續(xù)性方程

由于穩(wěn)定流動，流管形狀不變，S1S2兩截面間空間體積不變；由于流體不可壓縮，則流入的體積與流出的體積相同：V1=V2，S1v1Δt=S2v2Δt討論：

同一流管中：截面積S大處流速v??；

各截面處流量相同，Sv=Q。

質(zhì)量流量(ρSv)也是守恒的方程結(jié)論：S1v1=S2v2

或：Sv=常量71第二節(jié)伯努利方程及其應(yīng)用結(jié)論：伯努利方程是理想液體做穩(wěn)定流動時的基本規(guī)律，它實(shí)質(zhì)上是理想液體在重力場中做穩(wěn)定流動時的功能關(guān)系。一、伯努利方程(Bernoulliequation)

伯努利方程反映理想液體在重力場中做穩(wěn)定流動時壓強(qiáng)、流速、和高度的關(guān)系。72伯努利方程有兩種寫法：同學(xué)們考慮一下：

若分別在等高(h不變)、等壓(P不變)和等速(v不變)的三種條件下，伯努利方程變成怎樣的形式？P、ρgh、?ρv2的單位是否相同？高度h是一個相對量，與參考位置有關(guān)。?ρv2和?mv2一樣嗎？73答：進(jìn)入樓房時管內(nèi)水流速度為20，壓強(qiáng)為4.6×105。使用壓水泵，把水加壓到6.6×105Pa，水以5.0m·s-1的流速沿內(nèi)半徑2.0cm的地下管道向樓房供水。若進(jìn)入樓房時水管半徑為1.0cm，水管升高1.0m，求進(jìn)入樓房時管內(nèi)水流速度和壓強(qiáng)。例3-2已知：P1=6.6×105Pa，v1＝5.0m·s-1，r1=2.0cm，r2=1.0cm，h2-h1=1m

求：v2和P2。

解：由連續(xù)性方程：S1v1=S2v2，

其中S1=πr12

，

S2=πr22，則進(jìn)入樓房時流速v2為：由伯努利方程：則進(jìn)入樓房時壓強(qiáng)P2為：(m·s-1)(Pa)m·s-1Pa解題時,要按照：已知、求、解、答的順序，并且過程中應(yīng)該有適當(dāng)?shù)闹形恼f明。74二、伯努利方程的應(yīng)用對于粘性較小的液體或流動中密度變化很小的氣體做穩(wěn)定流動時，伯努利方程近似成立。(一)水平管中壓強(qiáng)和流速的關(guān)系(h1=h2)截面積大處流速小，壓強(qiáng)大；截面積小處流速大，壓強(qiáng)小。同學(xué)們考慮一下：

若分別在等高(h不變)、等壓(P不變)和等速(v不變)的三種條件下，伯努利方程變成怎樣的形式？75空吸作用 水流抽氣機(jī)和噴霧器76流速計(jì)(比托管)開口A處流速vA與液體流速相同，B處是“滯止區(qū)”，vB=0。由伯努利方程可得這個流速的公式要記??！77(二)等速情況(v1=v2)

：壓強(qiáng)與高度的關(guān)系由連續(xù)性方程，流速不變，要求截面積不變，是一個均勻管。位置高處壓強(qiáng)小，位置低處壓強(qiáng)大。人體各處血壓的差異主要還因?yàn)槭歉叨炔煌鸬?。血壓與體位的關(guān)系78虹吸管當(dāng)水從虹吸管下端流出時，A、B、C、D處壓強(qiáng)、速度、高度的關(guān)系如何？79一穩(wěn)定的的氣流水平地流過飛機(jī)機(jī)翼,上表面氣流的速率是80m?s-1,下表面氣流的速率是60m?s-1。若機(jī)翼的面積為4.0m2,問速率差對機(jī)翼產(chǎn)生的升力為多少?空氣的平均密度是l.02kg?m-3。伯努利方程應(yīng)用舉例80第三節(jié)實(shí)際液體的流動一、牛頓粘滯定律我們討論的實(shí)際液體有內(nèi)摩擦力(粘性)，但體積變化很小(可以忽略)。(一)層流

液體分層流動，各層流速不同，彼此不互相混雜。相鄰層之間有內(nèi)摩擦力或粘性力81(二)牛頓粘滯定律1.速度梯度提問：速度梯度越大，說明什么？2.牛頓粘滯定律η稱為粘度系數(shù)或粘度，由液體本身的特性決定，還與溫度有關(guān)。單位：Pa·sηΔx應(yīng)該取垂直流層方向824.牛頓液體與非牛頓液體在一定溫度下，不同液體粘度可能是常量，可能隨切變率而變化。水、血漿、血清等均質(zhì)液體都是牛頓液體，而血液等含有懸浮物或彌散物的液體多為非牛頓液體。83二、實(shí)際液體的伯努利方程在考慮液體粘性后，液體流動會

有能量損失，伯努利方程修正為：其中w12表示單位體積液體從截面1流動到截面2時損失的能量。對于一個水平均勻管，v和h都一樣，則有：

P1=P2+w12

P1>P2，沿液體流動方向壓強(qiáng)下降。粘性液體流過水平均勻管，管兩端必須要維持一定的壓強(qiáng)差。血液在血管中流動，也會有血壓下降。84三、泊肅葉定律液體在半徑為r、長度為L的水平均勻管中做穩(wěn)定流動時，液體的流量Q與壓強(qiáng)差ΔP成正比：1.泊肅葉定律R稱為流阻，在心血管系統(tǒng)研究中稱為外周阻力，單位：Pa·s·m-3。流阻的計(jì)算也可以向電阻一樣有串聯(lián)和并聯(lián)關(guān)系。85了解：斯托克斯定律球形物體、層流、勻速運(yùn)動小球在粘性流體中低速(Re<1)移動，小球表面包裹一層流體，受到流體相鄰的粘性阻力： F=6πηrv(斯托克斯公式)球體在粘滯流體中下降的最終速度速度vt稱為終極速度或沉降速度86血沉率血細(xì)胞在血漿中沉降：由于ρ=1.09×103kg·m-3與σ=1.05×103kg·m-3差距很小，導(dǎo)致沉降速度vt很小，很難分離血細(xì)胞。我們可以使用高速離心機(jī)，使加速度達(dá)到105g，以加大分離速度。通常以紅細(xì)胞在一小時內(nèi)下沉的距離來表示紅細(xì)胞沉降的速度,稱為紅細(xì)胞血沉率。正常成年男性的血沉率約為0～15毫米/小時,女性約為0～20毫米/小時。一般來說，凡體內(nèi)有感染或組織壞死，或疾病向不良性進(jìn)展，血沉一般會加快。血沉測定不是某一種疾病的特異性診斷指標(biāo)。87四、湍流、雷諾數(shù)粘性液體的流動形態(tài)主要有層流和湍流兩種。層流(laminarflow)

：液體分層流動，各層流速不同，彼此不互相混雜。湍流(turbulentflow)：流動具有混雜、紊亂的特征時，叫做湍流。88雷諾數(shù)液體的流動從層流變成湍流，除了與速度v有關(guān)外，還與液體的粘度η、密度ρ和管道半徑r有關(guān)。定義雷諾數(shù)(純數(shù)，沒有單位)Re：當(dāng)Re<1000時，流動為層流；當(dāng)Re>1500時，流體的流動為湍流；當(dāng)1000<Re<1500時，流體的流動可能是層流，可能是湍流，稱為過渡流。湍流的產(chǎn)生不僅與管半徑有關(guān)，還受管的形狀及內(nèi)壁光滑程度的影響。89舉例3-4血液在主動脈中流動，血液的粘度為4.0×10-3Pa·s，密度為1.0×103kg·m-3，主動脈的半徑為1.0cm，為保持層流，最大血流速度是多少？解：為保持層流，雷諾數(shù)Re<1000，則由可得最大血流速度vmax為：主動脈血流速度約0.22m·s，血管內(nèi)的血流速度通常比這個速度小，血液流動以層流為主。已知：η血=4.0×10-3Pa·s，ρ血=1.0×103kg·m-3，r=1.0cm=0.01m

求：Re=1000時，血流的速度vmax答：為保持層流，主動脈內(nèi)血液最大速度為0.4m·s-1。90第3章布置習(xí)題p45習(xí)題三：3-2，3-4，3-991第四節(jié)血液在循環(huán)系統(tǒng)中的流動一、血液的粘性血液的成分由血漿和血細(xì)胞組成的懸濁液組成，是一種非牛頓流體。血液的粘度變化很大。根據(jù)流動的狀態(tài)，可以是水粘度的2倍到1000倍以上。測量血液的粘度，具有診斷價值。

血液是非牛頓流體，而血漿是牛頓流體，血液粘度的變化是由于血細(xì)胞的特性導(dǎo)致的。影響血液粘度的因素主要有血細(xì)胞比容(體積比)、紅細(xì)胞的聚集性、紅細(xì)胞的變形性等。92二、心臟做功1.血液循環(huán)簡介心臟做功的物理模型2.血液循環(huán)消耗的能量由心臟做功來維持3.心臟做功

分為左心室做功和右心室做功近似地認(rèn)為心室和心房等高，對左心室，由伯努利方程，則P右房≈0(計(jì)示壓強(qiáng))，v右房≈0，

心室做功用于克服能量損耗AL=w左室到右房

左心室做功：93右心室做功近似計(jì)算：取P左室=1.33×104Pa，v左室=0.4m·s-1，ρ=1.0×103kg·m-3，則A=1.57×104J·m-3。

靜息時心輸出量5×10-3m3·min-1，則心臟每分鐘做功78.5J。心臟的負(fù)荷還是比較大的。心臟做功：A=AL+AR右心室做功：P左室、P右室分別表示左右心室平均動脈壓，

6P右室=P左室，v左室=v右室則94三、血流速度分布血管總截面積與血液平均流速的關(guān)系如右圖。毛細(xì)血管的總截面積約為主動脈的300~400倍。毛細(xì)血管血液流速最小。95四、血流過程中血壓的分布有幾個概念要了解一下：收縮壓、舒張壓、脈壓、平均動脈壓測血壓時要固定測量位置和體位提問：誰沒見過血壓計(jì)？有誰知道它怎樣用？它的測量原理是什么？96柯氏音法聽診法最早由柯氏(Korotkoff-SounaMethod)發(fā)明用來測量血壓。就是通過袖帶加氣壓擠血管，使血流完全堵斷，這時用聽診器聽血管的脈搏聲是沒有的，然后慢慢放氣至聽到脈搏聲，此時認(rèn)為袖帶氣壓等于高壓即收縮壓。繼續(xù)放氣通過聽診器能聽到強(qiáng)而有力的脈搏聲，且慢慢變輕直至消失。這時認(rèn)為血管完全未受擠壓，作為低壓，即舒張壓?？率贤ㄟ^袖帶加壓和聽脈搏音來測量血壓解決了無創(chuàng)測壓的方法，對人類醫(yī)學(xué)的貢獻(xiàn)是很大的，直到現(xiàn)在很多醫(yī)生還在用此法測量血壓，人們?yōu)榱思o(jì)念柯氏稱此法為柯氏音法。

97柯氏音法的特點(diǎn)柯氏音法的優(yōu)點(diǎn)是測量簡單，但也有缺點(diǎn)，就是不同的人可能測出不同的結(jié)果，有時差別較大。主要原因是：（1）醫(yī)生在聽音時要不斷觀察水銀壓力計(jì)的變化，由于人的反應(yīng)不一樣，在讀取血壓值時，有一定差距。（2）不同人的聽力、分辨力各異，對特征音的辨別上（即時間上）有差異。（3）放氣的快慢對讀數(shù)有直接影響，國際標(biāo)準(zhǔn)放氣速度為每秒3~5mmHg。但有的醫(yī)生往往放氣較快，影響測量的準(zhǔn)確度。（4）由于聽脈搏音沒有一種直觀的比較方法，很多方面與主觀因素。且與醫(yī)生的熟練程度和技術(shù)有關(guān)。一般來說，在人工測血壓時，不同的醫(yī)生對同一被測人不同時間的測量結(jié)果是有差別的。通常在5～15mmHg內(nèi)部認(rèn)為是正常差異。98第四章液體的表面現(xiàn)象這個表面是指：液體與氣體接觸處的自由表面，液體與固體接觸處的附著層。第一節(jié)表面張力和表面能一、液體的表面層二、表面張力與表面能液體表面層分子都有

進(jìn)入液體內(nèi)部的趨勢。

這種趨勢宏觀體現(xiàn)就

是表面張力。99表面張力大?。?F=αL表面張力存在于液體的表面，垂直于分界面。α

：表面張力系數(shù)，單位：N·m-1

右圖裝置可以測定α。注意：液膜有兩面，F(xiàn)'=2αL，則α=F'/2L100三、表面能下面我們討論能量的變化。外力做功：ΔW=F'Δx=2αLΔx=α·ΔS

等于表面能的增加量：ΔE=ΔW=α·ΔS

同學(xué)們要注意，生理學(xué)中的表面張力其實(shí)是表面張力系數(shù)。表面張力系數(shù)與物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，還與溫度和液體所含雜質(zhì)有關(guān)。α單位還可以是：J·m-2。101第二節(jié)彎曲液面的附加壓強(qiáng)靜止液體表面可以是平面，也可以是曲面。對于彎曲的液面，由于表面張力，液體內(nèi)外壓強(qiáng)(P0和P)將不相同。由表面張力產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)Ps作用朝那方向呢？102球形液面的附加壓強(qiáng)附加壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因:液體彎曲面上表面張力的合成形成的。附加壓強(qiáng)：球形液面的附加壓強(qiáng)Ps的作用總是指向球心方向。103附加壓強(qiáng)討論：圖中附加壓強(qiáng)作用的方向怎樣？P與P0誰大誰??？104球形液膜的內(nèi)外壓強(qiáng)差PC>PB>PA，球形液膜的內(nèi)外壓強(qiáng)差為：R2R1A

··CB·右圖中兩個液膜RA>RB，當(dāng)閥門打開后，兩個液膜將會發(fā)生什么變化？105第四節(jié) 氣體栓塞現(xiàn)象一、潤濕現(xiàn)象液體與固體接觸時，在接觸處出現(xiàn)潤濕或不潤濕的情況。潤濕、不潤濕與相互接觸的液體、固體的性質(zhì)有關(guān)。接觸角用θ表示θθ106微觀解釋潤濕、不潤濕是由于分子力不對稱而引起。內(nèi)聚力：附著層內(nèi)分子所受液體分子引力之和。附著力：附著層內(nèi)分子所受固體分子引力之和。附著層：在固體與液體接觸處的液體表面層。107二、毛細(xì)現(xiàn)象管徑很小的管子稱為毛細(xì)管。毛細(xì)現(xiàn)象：潤濕管壁的液體在細(xì)管里升高，不潤濕管壁的液體在細(xì)管里下降的現(xiàn)象。毛細(xì)現(xiàn)象是由表面張力和潤濕(不潤濕)現(xiàn)象共同引起的。下面我討論毛細(xì)管內(nèi)液面上升或下降的高度。108我們先假設(shè)液體潤濕管壁,毛細(xì)管剛插入水中時，管內(nèi)液面為凹液面，PC=P0,PB<P0

,B、C為等高點(diǎn)，但PB<PC，所以液體不能靜止，管內(nèi)液面將上升h，直至PB=PC

為止，此時：當(dāng)液體不潤濕管壁時，上式依然成立cosθ<0，h<0，液面下降。109三、氣體栓塞潤濕液體在細(xì)管中流動，如果管內(nèi)有氣泡，液體流動將受到阻礙，甚至發(fā)生阻塞，稱為氣體栓塞。當(dāng)氣泡兩側(cè)壓強(qiáng)相等時，附加壓強(qiáng)P左=P右；當(dāng)左側(cè)加一個較小壓強(qiáng)ΔP時，氣泡發(fā)生變形，使P右-P左=ΔP。只有當(dāng)ΔP較大時，ΔP>δ，液體才流動；若管內(nèi)有n個氣泡，只有當(dāng)ΔP>nδ時，液體才流動。110臨床實(shí)例多量空氣迅速進(jìn)入血循環(huán)或原已溶解于血液內(nèi)的氣體迅速游離，均可形成氣體栓塞。前者可見于分娩或流產(chǎn)時，由于子宮強(qiáng)烈收縮，空氣被擠入破裂的子宮壁靜脈竇；頭頸手術(shù)、胸壁和肺創(chuàng)傷損傷靜脈時，空氣也可在吸氣時因靜脈腔內(nèi)的負(fù)壓而被吸入靜脈?？諝膺M(jìn)入右心后，由于心搏動，將空氣和心腔內(nèi)血液攪拌形成大量的泡沫，泡沫狀的液體有可壓縮性，當(dāng)心收縮時不被排出而阻塞肺動脈出口，導(dǎo)致猝死。一般迅速進(jìn)入血循環(huán)的空氣量在100ml左右時，即可導(dǎo)致心力衰竭，尸檢可見右心肺有泡沫狀氣體存在。還有：病人輸液；潛水員由深水上??；從高壓氧倉出來。111第五節(jié)肺泡的表面張力一、表面活性物質(zhì)液體的表面張力系數(shù)α由液體本身的特性決定，也受雜質(zhì)的影響。溶液的α與所含的雜質(zhì)成分與濃度有關(guān)，少量雜質(zhì)就能顯著改變液體的α。112表面活性物質(zhì)表面活性物質(zhì)：使α減小。若一種物質(zhì)甲能顯著地降低另一種物質(zhì)乙的表面張力，就說甲對乙具有表面活性。表面非活性物質(zhì)：使α增大對水來說，肥皂、磷脂、蛋黃素及某些有機(jī)物是表面活性物質(zhì)；糖類、氯化鈉和某些無機(jī)鹽是表面非活性物質(zhì)。113二、肺泡的表面張力肺泡表面活性物質(zhì)(PS)以磷脂薄膜形式分布襯于肺泡腔側(cè)面，可使肺泡氣-液界面的表面張力降低。肺泡A肺泡B若兩個肺泡連通會怎樣？肺泡的表面活性物質(zhì)PA>PB，肺泡B不會萎縮塌陷。肺可以維持正常形態(tài)

！114肺泡表面活性物質(zhì)(PS)的生理功能肺泡內(nèi)氣壓比泡外胸腔內(nèi)壓高2000Pa，氣體要進(jìn)入肺內(nèi)，肺泡壓強(qiáng)必須低于大氣壓400Pa。胸腔內(nèi)壓僅比大氣壓低670Pa，即使呼吸肌肉配合，也僅比大氣壓低1200~1330Pa！

由于肺泡有表面活性物質(zhì)，使α顯著減小，正常人體胸腔的負(fù)壓就足以維持呼吸！

肺泡表面活性物質(zhì)不僅可以降低肺泡表面張力來維持肺泡的穩(wěn)定性，還有一個重要作用就是減小通氣阻力使我們可以正常呼吸。

成年人患肺炎，肺血栓等疾病時，可因PS減少而發(fā)生肺不張，肺水腫。早產(chǎn)兒也可因缺乏PS發(fā)生肺不張和肺泡內(nèi)形成“透明膜”，造成“新生兒呼吸窘迫綜合癥”而窒息死亡。115第4章布置習(xí)題課本P56習(xí)題四4-4、4-5、4-84-4題增加兩個字：

…求血液在豎直毛細(xì)管中上升的高度。116第五章人體的生物電場和磁場場是物質(zhì)存在的一種基本形態(tài)。電磁現(xiàn)象普遍存在于自然界和生命現(xiàn)象之中。人們很早就認(rèn)識了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象，但是當(dāng)時還不知道它們有什么聯(lián)系。直到1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)，人們才感覺到電和磁的關(guān)系是如此的密切。1873年麥克斯韋出版了《論電和磁》，闡述了電磁場的理論，是電磁學(xué)的集大成的成就。117電場和磁場

現(xiàn)在我們知道，電荷的周圍存在電場，磁場是運(yùn)動的電荷產(chǎn)生的(磁現(xiàn)象的電本質(zhì))。變化的磁場也會產(chǎn)生電場。電場對處于其中的電荷有力的作用；磁場對處于其中的運(yùn)動電荷或電流都有力的作用。118第一節(jié)電偶極子及電偶極層的電場回憶：庫侖定律電場強(qiáng)度，點(diǎn)電荷電場，場強(qiáng)的迭加(矢量的迭加)， 電場線。電勢，點(diǎn)電荷電勢，電勢的迭加(標(biāo)量的迭加，代數(shù) 和)，等勢面。電場是物質(zhì)，有力的特性和能的特性。想一想，力的特性用什么物理量描述，能的特性用什么物理量描述？119一、電偶極子的電勢定義：等量異號點(diǎn)電荷相距很近時所組成的電荷系統(tǒng)稱為電偶極子。

軸線

電偶極炬(電炬，矢量)電偶極子的電場是正負(fù)電荷分別產(chǎn)生電場的矢量迭加，電勢則是代數(shù)和。_+電偶極子的軸線120電偶極子電勢討論對于電偶極子，r>>L，r2-r1≈

Lcosθ，r2r1≈r2，則討論:電勢隨距離下降得比點(diǎn)電荷快電勢分布與方位有關(guān)。(3)電偶極子在均勻電場中會受怎樣的力？_+0V1V2V3V4V-1V-2V-3V-4V電偶極子的電勢分布121第三節(jié)心電向量原理一、心肌細(xì)胞的除極與復(fù)極心臟有規(guī)律的收縮是電信號在心肌纖維傳播的結(jié)果。心肌纖維由大量心肌細(xì)胞組成。討論心臟的電學(xué)特性要從心肌細(xì)胞入手。122心肌細(xì)胞的電學(xué)模型心肌細(xì)胞的電學(xué)模型

(a)極化(b)除極(c)除極結(jié)束(d)復(fù)極(e)恢復(fù)到極化狀態(tài)心肌細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時，膜內(nèi)、外兩側(cè)分別均勻聚集著等量的負(fù)、正離子，對外不顯電性，即外部空間各點(diǎn)的電勢為零。醫(yī)學(xué)上稱為極化狀態(tài)。心肌細(xì)胞受刺激，發(fā)生除極過程，相當(dāng)于一個變化電偶極子。除極結(jié)束后，心肌細(xì)胞處于反極化狀態(tài)，對外又不顯電性。心肌細(xì)胞緊接著又進(jìn)行復(fù)極過程，又相當(dāng)于一個變化的電偶極子，但是電矩的方向與除極過程相反。復(fù)極完成后，心肌細(xì)胞恢復(fù)到極化狀態(tài)，對外又不顯電性。123二、空間心電向量與平面心電向量(一)瞬時心電向量在某種刺激下，一個心肌細(xì)胞會出現(xiàn)除極與復(fù)極。同樣，對于大量心肌細(xì)胞組成的心肌，乃至整個心臟也出現(xiàn)除極與復(fù)極。我們在研究心臟電性質(zhì)時，可將其等效為一個電偶極子，稱為心電偶。它在某一時刻的電偶極矩就是所有心肌細(xì)胞在該時電偶極矩的矢量和，稱為瞬時心電向量。124(二)空間心電向量環(huán)心肌的興奮可以由一些細(xì)胞產(chǎn)生并由興奮傳導(dǎo)系統(tǒng)在整個心臟橫向、縱向傳播開來。最初的興奮通常是由竇房結(jié)產(chǎn)生的，稱為竇性心律。瞬時心電向量是一個在方向、大小都隨時間在周期變化的矢量我們把該向量箭頭坐標(biāo)按時間空間的順序加以描記、形成軌跡，則稱此軌跡為空間心電向量環(huán)。它是瞬時心電向量的箭頭時空變動的三維空間曲線(箭尾收在一點(diǎn))，描述了瞬時心電向量隨時空變化的規(guī)律。125(三)平面心電向量環(huán)空間心電向量環(huán)在某一平面的投影得到一個閉合曲線，稱為平面心電向量環(huán)。在xy面(橫面)、yz面(額面)、zx面(側(cè)面)都有平面心電向量環(huán)。126第四節(jié)心電圖的描記原理人體表面瞬時電位分布由空間心電向量環(huán)可以看到，心臟在空間建立的電場是隨時間作周期變化的。任一瞬間，在空間兩點(diǎn)(例如人體表面不同的兩點(diǎn)左臂和右臂)的電勢差或電壓是確定且可以測量的。127一、心電導(dǎo)聯(lián)通過電極引導(dǎo)體表電勢(電位)與心電圖機(jī)相連的電路稱為心電導(dǎo)聯(lián)。由于人體的心電向量是在空間周期擺動的矢量，在人體不同部位測量到的電勢各不相同，并且也是周期變化的。以一定的線路連接導(dǎo)入體表電位差或體表電位，并在機(jī)器上記錄心臟的這種電位的變化叫心電圖(ECG)。128(一)導(dǎo)聯(lián)軸從心電圖機(jī)的負(fù)極(無關(guān)電極，參考電極)到正極(探測電極)所連接部位畫一條由負(fù)極指向正極的矢線，稱為導(dǎo)聯(lián)軸。(二)標(biāo)量心電圖導(dǎo)聯(lián)主要有標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)(雙極肢體導(dǎo)聯(lián))、加壓導(dǎo)聯(lián)(單極肢體加壓導(dǎo)聯(lián))、胸導(dǎo)聯(lián)(單極心前胸部導(dǎo)聯(lián))。1291.標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)--雙極肢體導(dǎo)聯(lián)直接取出體表兩點(diǎn)間電壓加以顯示的導(dǎo)聯(lián)稱為標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)或雙極肢體導(dǎo)聯(lián)。右上肢R、左上肢L、左下肢F。有RL,RF,LF三個導(dǎo)聯(lián)軸(分別叫做標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ導(dǎo)聯(lián)軸)130標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)特點(diǎn)由于電壓曲線取決于兩點(diǎn)電位的變化，標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)所顯示的心電曲線不能確定是哪一個電極的電位變化。為了觀察體表一點(diǎn)電位的變化，需要在一個電位不變的位置放置參考電極(中心電極)。這樣測得的電壓曲線就只反映另一個電極(探測電極)處電位的變化，這種導(dǎo)聯(lián)稱為單極肢體導(dǎo)聯(lián)。1312.加壓導(dǎo)聯(lián)--單極肢體加壓導(dǎo)聯(lián)三個導(dǎo)聯(lián)軸aVR、aVL、aVF夾角120o，中心通過數(shù)學(xué)計(jì)算可得電壓近似為零，稱為中心電端，可作為“無關(guān)電極”。正極為探查電極，放在需要探查的部位(R,L,F)。132額面六軸系統(tǒng)上下左右將6個肢體導(dǎo)聯(lián)的導(dǎo)聯(lián)軸，保持各自的方向，平行移動到加壓導(dǎo)聯(lián)的零點(diǎn)，組成額面6軸系統(tǒng)。

6個導(dǎo)聯(lián)軸均勻分布，每兩個相鄰的導(dǎo)聯(lián)軸夾角30度。記錄前額面（上下，左右方位）的心電向量。1333.胸導(dǎo)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)和加壓導(dǎo)聯(lián)探測額面心電向量環(huán)投影信號，胸導(dǎo)聯(lián)測量橫面心電向量環(huán)的投影信號。胸導(dǎo)聯(lián)的各信號正極如圖所示，負(fù)極都是參考電極(中心電極)。134胸導(dǎo)聯(lián)從水平面(前后、左右方位)上觀察心電向量后前右左135二、心電圖的形成原理與描記由空間心電向量環(huán)經(jīng)過第一次投影在額面、橫面、側(cè)面上形成平面心電向量環(huán)，就是向量心電圖；第二次投影是把向量心電圖投影到各導(dǎo)聯(lián)軸上形成標(biāo)量心電圖。同樣的平面向量環(huán)，在不同的探查點(diǎn)波形不同。136心電圖在臨床上的應(yīng)用心電圖能記錄到其它檢查無法獲得的心臟電活動信息，反應(yīng)心肌傳導(dǎo)功能是否正常，廣泛用于心臟疾病的診斷，例如：

1、可顯示心臟電生理、解剖、代謝和血流動力學(xué)改變，并提供各種心臟病確診和治療的基本信息。

2、判斷心律失常類型。3、具有心肌梗塞可能的先兆癥狀如胸痛、頭暈、或昏厥的病人的首選檢查。4、診斷心絞痛。當(dāng)冠狀動脈供血不足引起心絞痛發(fā)作時，心電圖會發(fā)生變化。5、危重病人的心電監(jiān)測。

鑒于以上情況，心電圖設(shè)備已成為各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)的基本配置。若心電圖反應(yīng)心肌傳導(dǎo)阻滯，例如竇房結(jié)信號沒有傳遞到心室中，埋入一個心臟起搏器可以使病人維持適當(dāng)?shù)恼Ｉ睢?37第五章布置習(xí)題P70習(xí)題五5-1138自古以來神奇的光一直吸引著人們：光是什么？是粒子、是波、是能量？光怎樣從物質(zhì)中發(fā)出？又怎樣成為物質(zhì)的一部分？光速為什么是宇宙物質(zhì)運(yùn)動的極限？……

有些科學(xué)已作了回答，有些還在爭論不休。但畢竟想方設(shè)法去了解光，已帶來了物理學(xué)一場又一場的革命！139第七章光的波動性人類對光本質(zhì)的認(rèn)識：

牛頓的微粒說==>惠更斯的波動說==>麥克斯韋電磁波說==>愛因斯坦的光量子說光學(xué)(optics)

幾何光學(xué)(geometricaloptics)

物理光學(xué)(physicaloptics)

波動光學(xué)(waveoptics)

量子光學(xué)(quantumoptics)140光的波動性光是電磁波。機(jī)械波傳播需要媒質(zhì)，電磁波在真空中也能傳播。真空光速c=2.99792458×108m·s-1(p162附錄)。電磁波是橫波，E矢量和B矢量與傳播方向都垂直。光的波動性表現(xiàn)在光有干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象。141電磁波譜可見光譜142第三節(jié)光的偏振(opticalpolarazation)一、自然光和偏振光

電場強(qiáng)度矢量表示光振動的方向，稱為光矢量。自然光線偏振光(偏振光)

光振動所在平面稱為振動面部分偏振光143二、起偏和檢偏偏振片，透射軸

起偏器、檢偏器注意：自然光起偏后，光強(qiáng)減半提問：起偏器轉(zhuǎn)動一個角度后，出射的偏振光有什么變化？144馬呂斯定律在檢偏器后：

E1=E0cosθ則 I=I0cos2θθE0檢偏器方向E1注意：θ變化時，出射光強(qiáng)I

的變化。馬呂斯定律145你能說明為什么嗎？？自然光146提問：判斷這束入射光是自然光、偏振光，還是部分偏振光？147第四節(jié)旋光性物質(zhì)的旋光性，旋光物質(zhì)。旋光角與物質(zhì)厚度成正比：φ=αL系數(shù)α稱為物質(zhì)的旋光率。對于溶液，旋光角還與濃度c有關(guān)

φ=αcL溶液的旋光率除了與溶質(zhì)的特性有關(guān)外，還與入射光的波長和溶液溫度有關(guān)。為了比較不同物質(zhì)(藥物)的旋光率(旋光系數(shù)、比旋度)，通常在20℃

，鈉黃光(λ=589nm,太陽光D線)入射條件下測得的?？梢员硎境桑鹤笮庥倚庥饪醋笮c右旋148表1某些藥物的旋光率(單位：(o)·L·kg-1·dm-1)藥名藥名乳糖+52.2-52.5桂皮油-1—+1葡萄糖+52.5—+53.0蓖麻油+50以上樟腦（醇溶液）+41—+43維生素+21—+22蔗糖+65.9氯霉素-20—-17山道年（醇溶液）-175—-170薄荷腦-50—-49149旋光儀(糖量計(jì))可以利用溶液的濃度與旋光角的關(guān)系來測定溶液的濃度。φPAlT單色鈉光入射器偏器P得到偏振光，透過T中的溶液后，利用檢偏器A來觀察。實(shí)驗(yàn)順序：容器中裝蒸餾水，確定無旋光時入射光偏振方向。容器中盛已知濃度cs的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測量旋光角φs。容器中盛未知濃度c待測溶液，測量此時旋光角φ。旋光儀的使用方法150第五節(jié)光的吸收物質(zhì)對光具有選擇吸收的特性。表面色、透過色一、朗伯-比爾定律

單色光通過物質(zhì)后被吸收，光強(qiáng)度隨距離的增大而減?。?/p>

I=I0e-μx (朗伯定律)

μ稱為物質(zhì)的吸收系數(shù)對于溶液，μ與濃度c成正比，μ=βc

則

I=I0e-βcx (朗伯-比爾定律)。e=?μ單位是什么?m-1μ和β都取決于物質(zhì)的性質(zhì)和入射光的波長。151利用朗伯-比爾定律測量液體的濃度讓單色光通過厚度x的溶劑，出射光強(qiáng)

I=I0e-μx；

在同一容器中盛濃度為c的溶液，光通過溶液時被溶質(zhì)和溶液吸收，吸收系數(shù)μ+βc，出射光強(qiáng)：

I'=I0e-(μ+βc)x=Ie-βcx。令 T=I'/I=e-βcx稱相對透光度或相對透射率。

D=-lnT=-ln(I'/I)=βcx

稱為消光度或光密度。消光度D越大，溶液吸收光的程度越大。D與溶液濃度c成正比，測量D可以間接測量溶液濃度。152二、光電比色計(jì)原理光電比色計(jì)就是利用測量溶液的消光度來測量濃度的儀器。為了提高測量靈敏度，需要使用溶液顏色的互補(bǔ)色進(jìn)行測量?；パa(bǔ)色：兩種光合在一起，形成“白光”，這兩種光互稱互補(bǔ)色。白光黃綠紫藍(lán)紅青藍(lán)橙青互補(bǔ)色提問：黃色+藍(lán)色是白光嗎？我們知道太陽光是真正的白光，通過三棱鏡折射有彩色光譜。而黃光與藍(lán)光合成的“白光”折射后只有黃色和藍(lán)色光譜。合成的“白光”只是看起來和白光相同，實(shí)質(zhì)還是不同的。153光電比色計(jì)入射比色杯T的是溶液顏色的互補(bǔ)色光。測量時，將盛有純?nèi)軇┑谋壬湃牍饴分校琧=0，消光度D=βcx=0，調(diào)節(jié)電路使示數(shù)為0。再放入已知濃度cs的溶液，測得消光度Ds。又放入濃度為c的待測溶液，測得消光度D，則

Ds=βcsx，D=βcx，故有比較法154分光光度計(jì)155第六節(jié)光的生物效應(yīng)可見光使我們看到色彩斑斕的世界。而紅外線和紫外線我們?nèi)庋凼箍床坏降?，但它們依然有生物效?yīng)。一、紫外線

用的紫外光源是汞燈。低壓汞燈發(fā)出波長253.7nm的紫外線，用于殺菌。高壓汞燈的紫外線波長在303~365之間，主要用于治療。

紫外線的生物效應(yīng)主要是引發(fā)分子或原子的電離或激發(fā)，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或發(fā)出熒光。

滅菌作用、抗佝僂作用、紅斑作用、對眼睛的刺激作用。早期效應(yīng)：紅斑、黑化、表皮增厚、維生素D合成、免疫抑制等。

后期效應(yīng)：光老化、光致癌

大氣中的臭氧層吸收了大部分射向地球的紫外線。156二、紅外線紅外線被組織吸收后，主要是使組織溫度升高，有熱效應(yīng)。紅外線對人體皮膚、皮下組織具有強(qiáng)烈的穿透力。外界紅外線輻射人體可以使皮膚和皮下組織的溫度相應(yīng)增高，促進(jìn)血液的循環(huán)和新陳代謝，促進(jìn)人的健康。紅外線理療對組織產(chǎn)生的熱作用、消炎作用及促進(jìn)再生作用已為臨床所肯定，通常治療均采用對病變部位直接照射。近紅外微量照射治療對微循環(huán)的改善效果顯著，尤以微血流狀態(tài)改善明顯，從而對改善機(jī)體組織、重要臟器的營養(yǎng)、代謝、修復(fù)及功能有積極作用。紅外線對人體可能造成的不利影響。熱輻射又稱紅外輻射，鋼鐵冶金企業(yè)高溫作業(yè)環(huán)境的主要特點(diǎn)是強(qiáng)熱輻射性高溫。波長0.8～1.2μm的短波紅外線可透過角膜進(jìn)入眼球、房水、虹膜、晶狀體和玻璃體，吸收一部分紅外線而導(dǎo)致白內(nèi)障，稱之為“紅外線白內(nèi)障”，國內(nèi)外均首先見于玻璃工、鋼鐵冶煉工人。紅外線還能夠增強(qiáng)紫外線對皮膚的損害作用，加速皮膚衰老過程。紅外線也能促進(jìn)紫外線引起的皮膚癌的發(fā)展。157布置第七章習(xí)題p95習(xí)題七：

7-5,7-7,7-8

注意：7-5增加一句：

…透射軸方向一致，自然光入射，當(dāng)起偏器旋轉(zhuǎn)…7-7α=525oL·kg-1·m-1改為52.5oL·kg-1·dm-1158第八章幾何光學(xué)

第三節(jié)放大鏡與顯微鏡(p108)一、放大鏡目的：增大視角。角放大率α：式中d=25cm是明視距離，f是放大鏡焦距。焦距不能太小，約1~10cm，約為2.5~25倍放大率。159二、光學(xué)顯微鏡(一)顯微鏡光學(xué)原理顯微鏡也是用來增大視角的，它由物鏡和目鏡兩組透鏡組成。物鏡成的實(shí)像經(jīng)目鏡再次放大，放大倍數(shù)比放大鏡大得多。(二)顯微鏡的放大率160(三)顯微鏡的分辨本領(lǐng)從顯微鏡的放大倍數(shù)公式M=mα來看，顯微鏡的放大倍數(shù)可以任意大，可以看見任意細(xì)小的物體細(xì)節(jié)。而實(shí)際上，顯微鏡要成清晰放大的像還受到光衍射現(xiàn)象的制約。根據(jù)圓孔衍射，點(diǎn)光源經(jīng)圓孔后，在屏上呈衍射環(huán)，而中央亮斑(艾里斑)占絕大部分光能。兩個互相靠近的物點(diǎn)成的像是兩個衍射光斑。161顯微鏡的分辨本領(lǐng)ABba其中λ是入射光波長，nsinβ記作N·A，稱為物鏡孔徑數(shù)。

兩個物點(diǎn)的像要能分辨，這兩個光斑必須離開一段距離。瑞利研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一個光斑中心恰在另一光斑邊緣時，兩個像點(diǎn)恰能分辨(瑞利判據(jù))。這時兩個物點(diǎn)間的距離就是(最小)分辨距離Z:162增大顯微鏡分辨本領(lǐng)的方法：顯微鏡的分辨本領(lǐng)(分辨距離的倒數(shù))由物鏡決定。1.減小入射光的波長。2.增大孔徑數(shù)。干物鏡孔徑數(shù)小于0.7，而油浸物鏡孔徑數(shù)可達(dá)1.5左右。如果顯微鏡的放大率很大，而分辨本領(lǐng)很小，雖然成的像大了，可是不清晰，模糊一片，依然看不清什么。163三、電子顯微鏡普通顯微鏡由于要用可見光，分辨本領(lǐng)的提高有限。這時可以選用波長更短的電子作為照射射線。我們知道，光具有波粒二像性。光的粒子性表現(xiàn)在光電效應(yīng)現(xiàn)象和康普頓效應(yīng)現(xiàn)象。德布羅意假設(shè)：實(shí)物粒子也有波動性，波長其中普朗克常數(shù)h=6.626×10-34J·s，mv是粒子動量。電子也具有波動性。電場中加速的電子波長為高能電子的波長是很短的。100kV電壓加速的電子波長為0.0039nm，在短X射線波長范圍。故可用電子作為顯微鏡照射射線。164運(yùn)動粒子的德布羅意波長粒子能量(eV)質(zhì)量(kg)速度(m·s-1)波長(nm)電子19.1×10-315.9×1051.2電子1009.1×10-315.9×1060.12電子100009.1×10-315.9×1070.012氫離子1001.67×10-271.4×1050.0029鐳的α粒子6.6×10-271.5×1076.7×10-4165電子顯微鏡電子顯微鏡（electronmicroscope），簡稱電鏡，是使用電子來展示物件的內(nèi)部或表面的顯微鏡。高速的電子的波長比可見光的波長短，而顯微鏡的分辨率受其使用的波長的限制，因此電子顯微鏡的分辨率（約0.1納米）遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡的分辨率（約200納米）。包括：透射電子顯微鏡可以直接獲得一個樣本的投影。掃描電子顯微鏡中的電子束盡量聚焦在樣本的一小塊地方，然后一行一行地掃描樣本。入射的電子導(dǎo)致樣本表面散發(fā)出電子，顯微鏡觀察的是這些每個點(diǎn)散射出來的電子。維基百科，顯微鏡

166透射電子顯微鏡(Transmissionelectronmicroscopy,TEM)透射電子顯微鏡簡稱透射電鏡，是把經(jīng)加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產(chǎn)生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度相關(guān)，因此可以形成明暗不同的影像。通常，透射電子顯微鏡的分辨率為0.1～0.2nm，放大倍數(shù)為幾萬～百萬倍，用于觀察超微結(jié)構(gòu)，即小于0.2μm、光學(xué)顯微鏡下無法看清的結(jié)構(gòu)，又稱“亞顯微結(jié)構(gòu)”。167掃描電子顯微鏡(scanningelectronmicroscope,SEM)掃描電子顯微鏡簡稱掃描電鏡。是一種利用電子束掃描樣品表面從而獲得樣品信息的電子顯微鏡。它能產(chǎn)生樣品表面的高分辨率圖像，且圖像呈三維，掃描電子顯微鏡能被用來鑒定樣品的表面結(jié)構(gòu)。場發(fā)射掃描電子顯微鏡

是一種比較簡單的電子顯微

鏡，它觀察樣本上因強(qiáng)電場

導(dǎo)致的場發(fā)射所散發(fā)出來的

電子。放大5000倍的硅藻168激光掃描共聚焦顯微鏡成像激光掃描共聚焦顯微鏡成像原理如圖1，激光束經(jīng)過擴(kuò)束變成一束直徑較大的平行光束，長通分色反射鏡使