醫(yī)用物理學(xué)[10頁(yè)]

1、南方醫(yī)科大學(xué)本科專業(yè)教學(xué)大綱醫(yī)用物理學(xué)Physics for Medicine適用專業(yè)：臨床醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中醫(yī)學(xué)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)學(xué)影像學(xué)中藥學(xué) 藥學(xué)、生物技術(shù)護(hù)理學(xué)等醫(yī)學(xué)各專業(yè)執(zhí)筆人：蘇永春 審定人：李彬?qū)W院負(fù)責(zé)人：陳武凡南方醫(yī)科大學(xué)教務(wù)處二六年十二月課程編碼：B030095一 、 課程簡(jiǎn)介醫(yī)用物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最基本、最普通的性質(zhì)和規(guī)律的科學(xué)，如力、聲、熱、電、磁、光、原子原子核和各種射線等理論。以及這些性質(zhì)和規(guī)律在醫(yī)療實(shí)踐中的應(yīng)用。醫(yī)用物理學(xué)知識(shí)是深入了解人體生理過(guò)程和病理過(guò)程不可缺少的基礎(chǔ)，物理學(xué)所提供的理論、方法和技術(shù)，廣泛應(yīng)用于生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究、人體疾病診斷和治療的實(shí)踐中，并不斷更新發(fā)

2、展。物理學(xué)的理論是高新尖醫(yī)療技術(shù)不可缺少的，近幾年來(lái)在醫(yī)學(xué)科研上獲得諾貝爾獎(jiǎng)的重大成果中，有相當(dāng)部分是屬于醫(yī)學(xué)物理方面的科研項(xiàng)目，醫(yī)用物理學(xué)現(xiàn)已發(fā)展成為三門分支學(xué)科生物物理學(xué)、醫(yī)學(xué)物理學(xué)和物理診斷與物理治療。醫(yī)用物理學(xué)內(nèi)容廣、公式多和難度大。其內(nèi)容是通過(guò)自學(xué)和實(shí)驗(yàn)觀摩等方式進(jìn)行。學(xué)生必須抓好自學(xué)、復(fù)習(xí)完成作業(yè)等三個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，按本大綱的要求掌握好教材中的基本概念、原理、定義、定律、公式、單位和計(jì)算方法等。學(xué)時(shí)：54學(xué)時(shí)學(xué)分：3學(xué)分先修課程：醫(yī)科高等數(shù)學(xué)An applied branch of physics concerned with the application of the concep

3、ts and methods of physics to the diagnosis, management, and treatment of human disease. It is allied with medical electronics, bioengineering, and health physics. The main areas of application are treatment of cancer by ionizing radiation (radiation oncology), imaging with x-rays, ultrasound, and ma

4、gnetic resonance (diagnostic radiology), imaging and treatment with radioisotopes (nuclear medicine), and protection of occupational workers in radiation related industries (health physics). Other areas of study include electroencephalography, electrocardiography, thermography, hyperthermia, optical

5、 imaging, and RF and laser surgery.二 、 教學(xué)內(nèi)容與要求緒論【教學(xué)內(nèi)容】介紹醫(yī)學(xué)物理學(xué)的起源以及研究?jī)?nèi)容，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到醫(yī)學(xué)和物理學(xué)的密切關(guān)系，為學(xué)好醫(yī)用物理學(xué)打好基礎(chǔ)?！窘虒W(xué)要求】掌握：醫(yī)用物理學(xué)的概念、研究目標(biāo)和內(nèi)容熟悉：醫(yī)用物理學(xué)在醫(yī)學(xué)中的地位與意義了解：醫(yī)用物理學(xué)在醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用的新進(jìn)展第一章 流體的運(yùn)動(dòng)【教學(xué)內(nèi)容】第1節(jié) 理想流體的穩(wěn)定流動(dòng)1、基本概念2、連續(xù)性方程3、伯努力方程4、方程的應(yīng)用第2節(jié) 血液的層流1、基本概念2、連續(xù)性方程人體內(nèi)血流速度分布3、伯努力方程心臟做功4、伯肅葉定律外周阻力5、斯托克斯粘滯公式血沉【教學(xué)要求】掌握：基本概念和

6、基本規(guī)律，理想流體、流體、流管、定常流動(dòng)、層流和湍流；定常流體的連續(xù)性方程、理想流體的伯努利方程、黏性流體的的伯努利方程、熟悉：泊肅葉定律以及斯托克斯黏滯公式、心臟做功。了解：伯努力方程和泊肅葉定律的推導(dǎo)過(guò)程。第二章 液體的表面現(xiàn)象【教學(xué)內(nèi)容】第1節(jié) 液體的表面張力和表面能1、表面張力2、表面能3、液體表面層中的分子作用力第2節(jié) 彎曲液面的附加壓強(qiáng)1、附加壓強(qiáng)2、肺泡中的表面活性物質(zhì)第3節(jié) 液體與固體接觸處的表面活性現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象1、液體與固體接觸處的表面活性現(xiàn)象2、毛細(xì)現(xiàn)象3、氣體栓塞【教學(xué)要求】掌握：液體的表面張、表面能、潤(rùn)濕、不潤(rùn)濕現(xiàn)象、毛細(xì)現(xiàn)象、氣體栓塞。熟悉：潤(rùn)濕、不潤(rùn)濕現(xiàn)象了解：表面

7、活性物質(zhì)、表面吸附。 第三章 振動(dòng)、波動(dòng)和聲【教學(xué)內(nèi)容】第1節(jié) 簡(jiǎn)諧振動(dòng)1、簡(jiǎn)諧振動(dòng)方程2、簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征量3、初始條件4、簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量第2節(jié) 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成第3節(jié) 阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)共振第4節(jié) 波動(dòng)方程1、波的產(chǎn)生和傳播2、橫波和縱波3、波面和波線4、波的周期、頻率和波長(zhǎng)5、平面簡(jiǎn)諧波第5節(jié)波的能量能流密度第6節(jié)波的干涉1、波的疊加原理2、波的干涉3、駐波第7節(jié) 聲波1、聲波基本性質(zhì)2、聲強(qiáng)級(jí)聽(tīng)覺(jué)區(qū)域響度級(jí)3、聲波的多普勒效應(yīng)【教學(xué)要求】掌握：簡(jiǎn)諧振動(dòng)方程、同方向、同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成、諧振子的自由振動(dòng)，機(jī)械波的波動(dòng)方程；惠更斯原理、超聲波的性質(zhì) 。 熟悉：聲波的性質(zhì)、聽(tīng)閾、痛閾、聲強(qiáng)級(jí)、波

8、的能量和強(qiáng)度了解：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的矢量圖示法、駐波、半波損失、超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。 第四章 電路【教學(xué)內(nèi)容】第1節(jié) 歐姆定律的微分形式1、電流電流密度2、歐姆定律的微分形式第2節(jié) 電動(dòng)勢(shì)生物膜電位1、電動(dòng)勢(shì)2、生物膜電位第3節(jié) 直流電路1、閉合電路的歐姆定律2、基爾霍夫定律第4節(jié) 電容器的充放電過(guò)程1、充電過(guò)程2、放電過(guò)程第5節(jié) 電流對(duì)人體的作用【教學(xué)要求】掌握：基爾霍夫方程組、電解質(zhì)的導(dǎo)電性、生物膜電位。熟悉：電流密度、歐姆定律微分形式、電容器的充放電過(guò)程了解：電流對(duì)人體的作用。第五章 電流的磁場(chǎng)【教學(xué)內(nèi)容】第1節(jié) 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量1、磁感應(yīng)強(qiáng)度2、磁場(chǎng)中的高斯定理第2節(jié) 畢-奧薩伐爾定律及其應(yīng)

9、用1、畢-奧薩伐爾定律2、畢-奧薩伐爾定律的應(yīng)用第3節(jié) 安培環(huán)路定律及其應(yīng)用1、 安培環(huán)路定律2、 安培環(huán)路定律的應(yīng)用第4節(jié)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用2、洛倫茲力的作用3、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用第5節(jié) 生物的磁場(chǎng)和磁場(chǎng)的生物效應(yīng)【教學(xué)要求】掌握：磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)中的高斯定理、畢奧-薩伐爾定律及其應(yīng)用、安培環(huán)路定律及其應(yīng)用。熟悉：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用、磁介質(zhì)、磁場(chǎng)的能量。了解：生物磁場(chǎng)和磁場(chǎng)的生物效應(yīng)。第六章 波動(dòng)光學(xué)【教學(xué)內(nèi)容】第1節(jié) 光的干涉1、光波光的相干性2、雙縫干涉3、光程和光程差4、薄膜干涉第2節(jié)光的衍射1、惠更斯-菲涅爾原理2、夫瑯禾費(fèi)單縫衍射3、夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射4、衍射光柵第

10、3節(jié) 光的偏振1、自然光與偏振光2、起偏與檢偏3、馬呂斯定律4、旋光現(xiàn)象【教學(xué)要求】掌握：光程和光程差、雙縫干涉、薄膜干涉、單縫夫瑯禾費(fèi)衍射、衍射光柵熟悉：洛埃鏡的原理、圓孔夫瑯禾費(fèi)衍射、光的偏振態(tài)、旋光性了解：雙折射、二向色性 、偏振光的產(chǎn)生和檢驗(yàn)。第七章 幾何光學(xué)【教學(xué)內(nèi)容】第1節(jié) 眼睛的屈光系統(tǒng)1、眼睛的生理結(jié)構(gòu)2、示意眼3、簡(jiǎn)化眼第2節(jié) 球面的屈光1、單球面2、共軸多球面第3節(jié) 透鏡的屈光1、 薄透鏡2、 薄透鏡的組合3、 圓柱透鏡4、 透鏡的像差第4節(jié) 眼睛的屈光不正及其物理矯正1、 近視眼2、 遠(yuǎn)視眼3、 老花眼4、 散光眼【教學(xué)要求】掌握：共軸球面系統(tǒng)、薄透鏡的組合成像、放大鏡、

11、纖鏡、顯微鏡的原理。熟悉：人眼的分辨本領(lǐng)，屈光不正眼睛的矯正方法、了解：透鏡的像差、人眼的結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)約眼。 第八章 激光及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用【教學(xué)內(nèi)容】第1節(jié)激光基本原理1、光與物質(zhì)的相互作用理論2、粒子反轉(zhuǎn)數(shù)原理3、光學(xué)諧振腔4、激勵(lì)裝置第2節(jié)激光關(guān)鍵參數(shù)與特性1、激光關(guān)鍵參數(shù)2、激光的特性第3節(jié)激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用【教學(xué)要求】掌握：自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收、激光產(chǎn)生的基本原理。熟悉：光生物學(xué)效應(yīng)、激光的熱生物學(xué)效應(yīng)、激光的電磁場(chǎng)生物學(xué)效應(yīng)、激光的壓力生物學(xué)效應(yīng)。了解：光生物學(xué)效應(yīng)、激光的熱生物學(xué)效應(yīng)、激光的電磁場(chǎng)生物學(xué)效應(yīng)、激光的壓力生物學(xué)效應(yīng)激光安全防護(hù)的相關(guān)參數(shù)及激光防護(hù)措施。第九章 X射線及

12、其醫(yī)學(xué)應(yīng)用【教學(xué)內(nèi)容】第1節(jié) X射線的產(chǎn)生及其基本性質(zhì)1、X射線的產(chǎn)生2、X射線的基本性質(zhì)3、X射線的強(qiáng)度與硬度第2節(jié)X射線衍射X射線譜1、X的射線衍射2、X射線譜第2節(jié) X射線的吸收1、線性吸收系數(shù)與質(zhì)量吸收系數(shù)2、半價(jià)層3、質(zhì)量吸收系數(shù)與波長(zhǎng)的關(guān)系第3節(jié) X射線成像1、常規(guī)X射線成像2、X射線電子計(jì)算機(jī)斷層成像【教學(xué)要求】掌握：X射線的產(chǎn)生、X射線的基本性質(zhì)、X射線的衰減規(guī)律。熟悉：X射線衍射和X射線譜、X射線在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。了解：X射線的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng) 、X射線的輻射防護(hù)。三、實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)習(xí)）內(nèi)容與要求序號(hào)項(xiàng)目名稱要求備注1激光實(shí)驗(yàn)觀察光的干涉、衍射、偏振、旋光現(xiàn)象。2人體參數(shù)測(cè)量與相關(guān)

13、分析了解定極求積儀、讀數(shù)顯微鏡結(jié)構(gòu)原理，學(xué)會(huì)這些儀器的使用方法。進(jìn)一步掌握有效數(shù)字的概念，并熟悉其運(yùn)算方法。掌握人體參數(shù)的測(cè)量和相關(guān)系數(shù)的運(yùn)算。3醫(yī)學(xué)數(shù)碼攝影了解數(shù)碼相機(jī)的基本原理及其構(gòu)造和使用方法。初步掌握拍攝醫(yī)學(xué)標(biāo)本和室外物體的操作技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理。4萬(wàn)用電表的設(shè)計(jì)掌握毫安表、電壓表和歐姆表的改裝、校準(zhǔn)和使用方法，了解電表面板上符號(hào)的含義。學(xué)習(xí)校準(zhǔn)電表的刻度。熟悉電表的規(guī)格和用法，了解電表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響，掌握電表級(jí)別的定義。訓(xùn)練按回路接線及電學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作。學(xué)習(xí)校準(zhǔn)曲線的描繪和應(yīng)用。5人體生理參數(shù)測(cè)量的物理原理與應(yīng)用了解人體生理測(cè)量的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和意義，掌握人體生理參數(shù)測(cè)量的物理原理，學(xué)會(huì)心電

14、、血壓和體溫和脂肪測(cè)量，掌握醫(yī)療儀器設(shè)計(jì)的基本流程。6數(shù)碼攝像機(jī)（DV） 攝像研究了解數(shù)碼DV的原理和結(jié)構(gòu)。掌握用數(shù)碼DV攝像的技巧。掌握黑體輻射定律、維恩位移定律、色彩學(xué)原理、光學(xué)變焦、光的偏振、計(jì)算機(jī)技術(shù)。四、基本技能要求學(xué)不是死記硬背的知識(shí)，科學(xué)的任務(wù)是探索未知，科學(xué)素質(zhì)終將在獲取知識(shí)的能力上反映出來(lái)。當(dāng)然，沒(méi)有知識(shí)也談不上能力，融會(huì)貫通的知識(shí)是能力的載體。對(duì)于基本原理、基本運(yùn)算、基礎(chǔ)應(yīng)用要求學(xué)生必須理解和掌握。有意識(shí)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。對(duì)于醫(yī)學(xué)物理學(xué)前沿科技、交叉學(xué)科涉及的知識(shí)可作為了解，但應(yīng)增大信息量五、擴(kuò)展性教學(xué)內(nèi)容本書(shū)在緒論部分介紹計(jì)算分子生物學(xué)的最新研究和進(jìn)展

15、六、教材與教學(xué)資源作者書(shū)籍名稱出版社出版時(shí)間梁路光醫(yī)用物理學(xué)高等教育出版社2004咯蔚波醫(yī)用物理學(xué)高等教育出版社2004陳仲本醫(yī)用物理學(xué)高等教育出版社2005胡新珉醫(yī)學(xué)物理學(xué)人民衛(wèi)生出版社2004七、考核平時(shí)成績(jī)：10；形式：不定期點(diǎn)名、作業(yè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)：20；形式：實(shí)驗(yàn)報(bào)告期末成績(jī)：70；形式：筆試八、教學(xué)時(shí)數(shù)分配（一）理論課學(xué)時(shí)分配 章節(jié)理論課內(nèi)容（中英文對(duì)照）學(xué)時(shí)緒論(緒論21流體的運(yùn)動(dòng)42液體的表面現(xiàn)象43振動(dòng)、波動(dòng)和聲64電路65電磁學(xué)66波動(dòng)光學(xué)67幾何光學(xué)68激光及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用29X射線及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用2考試考試（筆試）2理論課總學(xué)時(shí)數(shù)44（二）實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)分配 序號(hào)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)類型學(xué)時(shí)1激光實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)12人體參數(shù)測(cè)量與相關(guān)分析設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)23醫(yī)學(xué)數(shù)碼攝影設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)24萬(wàn)用電表的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)25人體生理參數(shù)測(cè)量的物理原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)26數(shù)碼攝像機(jī)（DV） 攝像研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)課總學(xué)時(shí)數(shù)10（注：“實(shí)驗(yàn)類型”分為：演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）九、課程實(shí)施要求及相關(guān)說(shuō)明【教學(xué)組織、方法要求】本課程教學(xué)過(guò)程以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，教學(xué)組織過(guò)程由數(shù)學(xué)物理系統(tǒng)一規(guī)劃，學(xué)院以及學(xué)校為教學(xué)過(guò)程的硬件平臺(tái)提供保障。教師利用各種手段包括多媒體、科研工作經(jīng)驗(yàn)為學(xué)生提供多方面的學(xué)