医用物理学复习
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《医用物理学》复习一、教材上要求掌握的习题解答:第1章 习题1 )31(P1-7 ⑴ )rad (.t ππωα40500210=-⨯=∆∆=, 圈5.2)(55.0402121220→=⨯⨯=+=rad t t ππαωθ⑵由αJ M =得: )(1.471540215.052212N mr F mr J Fr ==⨯==⇒==ππααα )(10109.125.11515.01522J Fr M W ⨯==⨯⨯===πππθθ ⑶由t αωω+=0得:)/(4001040s rad ππω=⨯=由ωr v =得:)/(4.1886040015.0s m v ==⨯=ππ 由22222)()(ωατr r a a a n +=+=得:)/(24000)24000()6()40015.0()4015.0(222222222s m a πππππ≈+=⨯⨯+⨯=1-8 ⑴ 由αJ M =、FR M =、221mR J =得:α221mR FR = 则 2/2110010022s rad mR F =⨯⨯==α ⑵ J S F W E k 5005100=⨯=⋅==∆1-15 ⑴已知骨的抗张强度为71012⨯Pa ,所以 N S F C 4471061051012⨯=⨯⨯⨯==-σ⑵ 已知骨的弹性模量为9109⨯Pa ,所以 101.010*******.4944==⨯⨯⨯⨯=⋅==-E S F E σε%1-16 ∵ l S l F E ∆⋅⋅==0εσ ∴ m E S l F l 4940101091066.0900--=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=∆ 第2章习题2 )46(P2-5由连续性方程 2211V S V S = 及 1221S S = 得:122V V = 取第2点处的水管位置为零势面,则由理想流体的伯努利方程有:2222112121v P gh v P ρρρ+=++ 而 Pa P P )10(401+= 202P P P '+= (0P 为大气压强)KPa Pa gh v v P 8.13108.1318.910)42(102110)(2110332234222142=⨯=⨯⨯+-⨯+=+-+='ρρ2-8 如图,设水平管粗、细处的截面积、压强、流速分别为111v p S 、、和222v p S 、、,2CO 、水的密度分别为21ρρ、。
医用物理学复习资料(知识点精心整理).docx在声波的研究中,我们需要了解声速、声强、声强级、响度和响度级等概念,以及听阈和痛阈的区别和计算方法。
此外,多普勒效应公式也是研究声波的重要工具之一。
1. 两个非相干的声波叠加时,声强可以简单相加,但声强级不能简单相加。
2. 标准声强为10^(-12) W/m。
3. 分子动理论是物质的微观理论。
物质是由大量的分子、原子组成,不连续。
分子在作无规则的热运动,之间有相互作用。
4. 表面张力、表面能、表面活性物质、表面吸附和附加压强是涉及表面现象的重要概念。
润湿与不润湿、接触角和毛细现象也与表面现象密切相关。
5. 重要公式包括表面张力公式F=γL、表面能公式AE=7AS和毛细现象公式Pgr=2(y cosθ)/r。
6. 注意表面张力产生原因、气体栓塞、连通器两端大、小泡的变化、水对玻璃完全润湿时接触角为零以及静电场等问题。
7. 静电场是指由电荷引起的电场。
电场能量密度公式为Ue=1/2εE^2。
8. 高斯定理、环路定理和场强叠加原理是静电场的基本规律。
9. 电场强度、电通量和电势能是静电场的基本概念。
电势和电势差也是重要概念。
10. 电介质的极化电极化强度和电极化率力p、介电常数以及场强与电势的关系都是静电场的重要内容。
11. 计算场强、电势的公式包括点电荷场强公式E=kq/r^2、点电荷系电偶极子场强公式E=kp/r^3以及均匀带电体的场强公式。
12. 电流强度、电流密度和充、放电时间常数是直流电的基本概念。
欧姆定律、节点电流定律和回路电压定律是直流电的基本定律。
总的来说,需要注意文章中的格式错误和明显有问题的段落,进行删除和改写。
同时,在介绍基本概念和重要关系式时,需要注意符号规则和依次成像的问题,并且在介绍光的波动性时,需要注意薄膜干涉、单缝衍射和光栅存在的问题。
1. 热辐射的单色辐射出射度与单色吸收率有关。
2. 普朗克量子假设是黑体辐射理论的基础。
3. 光子的逸出功与临阈频率有关,同时具有波粒二象性。
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 Qsv ==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 uyt 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 二、 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 q=2 电通量 ⎰=Φse Eds θcos3 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 e εω=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 i14*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 4120θπεrpV =电偶极矩ql p = 3 连续带电体均匀带电长直棒 aE 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 )11(`σεσr-= E 0`εσx p ==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 dtdqi = 2电流密度 dsdi j =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三、 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 hh m '=, 单薄透镜p p 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f p 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:fp 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=D 3 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 =四、 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 e I e I I --==004 *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 五、 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医用物理学常见简答题1简述细胞除极和复极的过程。
医用物理学试题及答案一、选择题1. 医用物理学包括以下哪些内容?A. 医学成像技术B. 放射治疗C. 辐射防护D. 生物电磁学E. 全部都是答案:E2. 放射线的作用机制主要包括以下哪些?A. 电离作用B. 共振作用C. 热效应D. 感光作用答案:A、C3. 医学成像技术主要包括以下哪些方法?A. X射线摄影B. 核医学影像学C. 磁共振成像D. 超声波成像E. 全部都是答案:A、B、C、D4. 某X射线装置的工作电压为80kV,电流为200mA,曝光时间为0.1秒,计算曝光量(mAs)为多少?答案:16mAs5. X光的量子能量与频率成何种关系?A. 正比关系B. 反比关系C. 无关答案:B二、判断题1. X射线对人体组织产生的生物效应主要是热效应。
答案:错误2. 核医学影像学主要利用磁共振原理进行成像。
答案:错误3. 超声波成像技术是一种无创的成像方法。
答案:正确4. CT扫描中的螺旋扫描技术可以提高成像速度。
答案:正确5. 数字减影血管造影(DSA)是一种放射治疗手段。
答案:错误三、简答题1. 请简要说明医学成像技术的发展对临床诊断的重要性。
答:医学成像技术的发展为临床诊断提供了重要的工具和方法。
通过不同的成像技术,医生可以观察到人体内部的结构和功能,帮助诊断疾病、评估治疗效果和指导手术操作。
不同的成像技术在不同的临床领域具有独特的应用优势,如X射线摄影适用于骨骼和肺部的成像,核医学影像学适用于心血管和肿瘤的诊断,磁共振成像适用于脑部和关节的成像等。
医学成像技术的发展不仅提高了诊断的准确性和精确度,还为各种疾病的治疗和康复提供了科学依据。
2. 简要介绍一下辐射防护的基本原则。
答:辐射防护的基本原则包括时间、距离和屏蔽。
时间原则要求尽量缩短接触辐射源的时间,减少辐射的累积剂量。
距离原则要求尽量远离辐射源,通过增加距离来减少辐射的强度。
屏蔽原则要求使用合适的材料和技术来阻挡和吸收辐射,减少辐射的穿透。
《医用物理学》复习题及解答《医用物理学》复习 一、教材上要求掌握的习题解答:第1章 习题1 )31(P 1-7 ⑴ )rad (.t ππωα40500210=-⨯=∆∆=, 圈5.2)(55.0402121220→=⨯⨯=+=rad t t ππαωθ⑵由αJ M =得:)(1.471540215.052212N mr F mr J Fr ==⨯==⇒==ππααα )(10109.125.11515.01522J Fr M W ⨯==⨯⨯===πππθθ ⑶由t αωω+=0得:)/(4001040s rad ππω=⨯= 由ωr v =得:)/(4.1886040015.0s m v ==⨯=ππ 由22222)()(ωατr r a a a n +=+=得:)/(24000)24000()6()40015.0()4015.0(222222222s m a πππππ≈+=⨯⨯+⨯=1-8 ⑴ 由αJ M =、FR M =、221mR J =得:α221mR FR = 则 2/2110010022s rad mR F =⨯⨯==α ⑵ J S F W E k 5005100=⨯=⋅==∆1-15 ⑴已知骨的抗张强度为71012⨯Pa ,所以 N S F C 4471061051012⨯=⨯⨯⨯==-σ ⑵ 已知骨的弹性模量为9109⨯Pa ,所以 101.0109105105.4944==⨯⨯⨯⨯=⋅==-E S F E σε% 1-16 ∵ l S l F E ∆⋅⋅==0εσ ∴ m E S l F l 4940101091066.0900--=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=∆第2章 习题2 )46(P2-5由连续性方程 2211V S V S = 及 1221S S =得:122V V = 取第2点处的水管位置为零势面,则由理想流体的伯努利方程有: 2222112121v P gh v P ρρρ+=++而 Pa P P )10(401+= 202P P P '+= (0P 为大气压强)KPaPa gh v v P 8.13108.1318.910)42(102110)(2110332234222142=⨯=⨯⨯+-⨯+=+-+='ρρ2-8 如图,设水平管粗、细处的截面积、压强、流速分别为111v p S 、、和222v p S 、、,2CO 、水的密度分别为21ρρ、。
第一章 生物力学基础重点:刚体转动定律和角动量守恒定律及其应用。
1、基本概念刚体,转动惯量及刚体的定轴转动,力矩与刚体转动定律,角动量守恒定律及其应用。
2、习题1-3 如图1-3图所示,质量为m ,长为l 的均匀细棒绕过O 点的转轴自水平位置以零角速度自由下摆. 求(1) 细棒运动到与水平夹角为θ 时的角加速度和角速度; (2) 此时细棒末端A 的速度和加速度.解:(1) lg ml l Mg 2cos 331cos 22θββθ=→=lg d l g d d lg d d d d dt d d d dt d θωθθωωθθθβωωθωωθθωωβθωsin 32cos 32cos 300=======⎰⎰(2) θωsin gl l 3==v ,2/cos 3θg a t =,θsin 3g a n =θ222sin 3123+=+=ga a a n t 1-4 如图1-4所示 长为l ,质量为m 的均质细长杆,求:(1) 杆件对于过质心C 且与杆的轴线相垂直的Z 轴的转动惯量;(2) 杆件对于过杆端A 且与Z 轴平行的Z 1轴的转动惯量. 解:设杆的线密度(单位长度的质量)为ρl ,则ρl =m /l 。
现取杆上一微段d x ,建立坐标如图1-4a 所示,其质量为d m =ρ1d x ,则杆件对于Z 轴的转动惯量为2222222121ml dx l m x dm x I l l l l Z ===⎰⎰-- 同样,建立坐标如图1-4b 所示,则杆件对于Z 1轴的转动惯量为20202311ml dx l m x dm x I ll Z ===⎰⎰补充: 有圆盘A 和B ,盘B 静止,盘A 的转动惯量为盘B 的一半。
它们的轴由离合器控制,(a )(b )图1-4图1-3开始时,盘A 、B 是分开的,盘A 的角速度为ω0,两者衔接到一起后,产生了2500 J 的热,求原来盘A 的动能为多少?解:已知I B =2I A ,由角动量守恒定律,可得两者衔接到一起后的共同角速度为ωI A ω0=(I A +I B )ω ω=13ω0 又由能量守恒,得 12I A ω02=12(I A +I B )ω2+2500所以E A =12I A ω02=3750 J第三章 振动、波动和声重点:简谐振动及其应用。
大学医用物理复习题一、选择题(每题2分,共20分)1. 光的波长与频率的关系是什么?A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率的乘积为常数2. 根据热力学第一定律,能量守恒的数学表达式是什么?A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = W - QD. ΔU = Q / W3. 以下哪项不是电磁波的类型?A. 无线电波B. 微波C. 可见光D. 声波4. 根据牛顿第二定律,物体的加速度与什么成正比?A. 质量B. 力C. 速度D. 时间5. 原子核的组成是什么?A. 电子B. 质子和中子C. 质子和电子D. 中子和电子6. 人体生物电的产生与哪种细胞有关?A. 红细胞B. 白细胞C. 神经细胞D. 肌肉细胞7. 以下哪项不是X射线的特性?A. 穿透力强B. 能量高C. 波长短D. 能够引起化学反应8. 根据欧姆定律,电阻与电流和电压的关系是什么?A. R = V / IB. R = V * IC. R = I / VD. R = I * V9. 以下哪项不是医用超声的特点?A. 无创性B. 安全性C. 实时性D. 放射性10. 以下哪种现象不属于量子力学的范畴?A. 光电效应B. 波粒二象性C. 原子结构D. 牛顿运动定律二、填空题(每空2分,共20分)11. 光的三原色是________、________和________。
12. 热力学第二定律描述了________的不可逆性。
13. 原子核外的电子按照________排布。
14. 在医学影像中,CT扫描利用的是________射线。
15. 人体生物电的传导主要依靠________系统。
16. 电磁波谱中,波长最长的是________,波长最短的是________。
17. 根据库仑定律,两点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比,与它们距离的________次方成反比。
18. 人体对电流的耐受程度与电流的________、________和通过身体的路径有关。
医用物理学复习提要第1章 物体的弹性1. 掌握物体弹性的基本概念:形变、应变、应力、模量线应变:0l l ∆=ε 正应力:S F =σ 杨氏模量:εσ=Y 切应变:d x ∆=γ 切应力:S F=τ 切变模量:γτ=G2. 理解应力与应变的关系1)了解低碳钢拉伸形变的阶段:弹性、屈服、硬化、紧缩 2)熟悉弯曲、扭转形变的应力分布特点 ☆人体骨骼的常见受力载荷?☆请从弯曲和扭转的角度来解释为什么人的四肢长骨是中空的?☆低碳钢材料,其正应力与线应变关系曲线的各段代表的物理意义。
延展性好是何含义?第2章 流体的运动1.熟悉理想流体、稳定流体、流线、流管概念 2.掌握并熟练应用流体连续性方程2211v S v S Q ==该方程反映理想流体作稳定流动遵守流量守恒,即流管不同截面的流量相等3.掌握并熟练应用伯努利方程222212112121gh v P gh v P ρ+ρ+=ρ+ρ+即单位体积中压强、动能、势能之和恒定 熟悉应用,掌握计算方法 4. 阐释体位对血压的影响5.熟悉层流、湍流、牛顿流体、流阻概念6.掌握牛顿粘滞定律的涵义dx dv s F η=7.掌握泊肃叶公式的涵义L PR Q η∆π=84流阻 48R LR f πη=8.了解雷诺数,粘滞流体的伯努利方程及斯托克斯公式 9.了解血压在血管中分布情况大气压: Pa P 510013.1⨯= 水的密度: 3kg/m 1000=ρ☆若两只船平行前进时靠的很近,则容易发生碰撞,试用连续性方程和伯努利方程解释原因。
☆利用伯努利方程简单说一说:人体从平躺到站立情况下的血压变化。
☆如果躯体中血液流经一段血管的流动作层流,血管截面上的流速分布大致是怎样的?☆简述黏性流体的两种流动形式有什么区别,并说明在圆管中决定流体流动形式的因素。
☆用落球法测量黏度,影响实验结果的精确度的因素主要有哪些?☆黏度差别大的液体,为什么要用不同的测量方法? ☆如果用如图所示金属丝框测量表面张力系数,结果会怎样?为什么?第5章5.5节 液体的表面现象1. 表面张力 表面能 表面活性物质2. 附加压强3. 润湿与不润湿 接触角 毛细现象 重要公式1. 表面张力 S∆α=α=W LT2. 附加压强 )(4)(2双液面、液膜单液面Rp Rp α=∆α=∆ 3. 毛细现象 gr cos h ρθα=2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☆位于表面层和液体内部的液体分子有何不同?简述表面张力系数α的单位“N.m -1”和“J.m -2”分别代表的物理意义。
3 *泊肃叶定律4牛顿粘滞定律 三、重要结果及结论1小孔流速问题 2测速、测流量问题帀4(片一〈)8 ?7/v = J2 g'h(皮托管,汾丘里管)AE 12 =(p )+2妙:+pg 曾)一(°2 +2 妙;+Pg 〃2)4雷诺数及判据四、注意的问题空气中有大气压水的密度 空吸与虹吸现象流体的流动—、基本概念1理想液体 2 稳定流动 3层流与湍流流量二、基本定律及定理1 *连续性方程流阻粘度2 *柏努利方程sv = QS" =p + ypv 2 + pgh = EP\+ Pghi = Pi 讶 +Pg 〃2NPF = sr/dvdxRe 二业P 。
= 1.013 x 10 5 Pap - 1000 kg/m 3实际流体的能量损耗振动和波、基本概念v n tg(p =——-COX Q波的强度公式 球面波 惠更斯原理三、注意的问题已知初始条件及振动系统性质,求振动方程 (求°二?)己知振动方程,求波动方程(确定时间上是落后还是超前两振动、波动叠加时,相位差的计算声波一、基本概念1 2 3 4 5 67振动 振幅 波速振动的合成(同方向、同频率) 相位差同相反相波动波动方程的物理意义 简谐振动 谐振动的矢量表示初相位圆频率周期 波长频率 u = Av 波的叠加原理二、基本规律及重要公式*简谐振动方程x = A cos( cot 七 cp)谐振动能量 £=>2*简谐波的波动力程y = A cos|1 =—m 2co (r ------- ) + cpu*波的T •涉2 = 02 -0 -乎(卩干涉加强2兀 \(p =(p 2-(p { ----------- (r 2 -人)2k7T干涉减弱\(p =(p 2-(p } -乎(G - 人)(2« + 1)龙1、+-?) u1声速“2振动速度声压声特性阻抗Z =:PH’S = A a ),v nf = .Pm~ zI = 1 2=—pu A 2co 2 =-= 2Pe3 *声强声强级响度响度级22ZJzL :二 10 lg —(dB )4 *听阈痛阈听阈区域二、重要公式yX = A cos| CD (t — —)] up = A cop u cos[ co {t - —) + —] u 2正负号的确定:当匕、匕工耐,根据相互靠近还是远离来确定 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;()=10 _12 w / m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F =(J L1 *表面张力AE =(7AS p = ^(单液面)RP =匹(双液面)1声波方程2 *多普勒效应公式2 *附加压强一. 基本概念1电场强度 q2电通量<1\ = jj Eds cos 0 3电势能8叱.=Ag =q (J Edl cos 。
第一章物体的弹性★1. σ=FS,把垂直作用在物体某截面上的内力F 与该截面面积S 的比值,定义为物体在此截面处所受的正应力,用σ表示正应力。
(P5)★2.ε=∆ℓℓ,物体在外力作用下单位长度所发生的改变量,即比值Δℓ/ ℓ,称为正应变。
(P5)★3.杨氏模量:E =σε=F ∙ ℓS ∙ ∆ℓ,E 表示弹性模量。
(P8)★4.肌肉包括骨骼肌、心肌和平滑肌。
骨骼肌可以随意收缩,称为随意肌。
(P14)第二章流体的运动★1.流体具有三大特性:流动性、粘滞性、可压缩性。
(P22)★2. 只考虑流体的运动性而忽略流体的可压缩性和粘滞性,引入一个理想模型,称为理想流体。
(P23) ★3.流体粒子通过空间各点的流速不随时间而变化,则这种流动称为稳定流动。
(P23)★4.为了形象地描述流体的运动情况,在流体通过的空间中画一些假想的曲线,称为流线。
(P23) ★5.在流体中取一截面S ,则通过截面周边上各点的流线围城的管状区域称为流管。
(P23)★6.S 1v 1=S 2v 2积小处流速大。
(P24)★7.伯努利方程:12ρν²+ρgh +p =恒量,12ρν²是单位体积流体的动能、ρgh 是单位体积的重力势能。
(P26) ★8.血液是非牛顿粘滞性流体,而血清是牛顿粘滞性流体。
(P34)★例题:水以压强为4x105Pa ,流速为4m/s 从内径为20mm 的管子流到比它高5m 的细管子中,细管的内径为10mm ,求细管的流速和高处压强。
(P26)解:由连续方程S 1v 1=S 2v 2得:ν₂=S₁S₂ν₁=d₁²d₂²ν₁已知d 1=2.0x10-2m ,d 2=1.0x10-2m ,v 1=4m/s ,则ν₁=(2.0×10−2)2(1.0×10−2)2×4=16m/s在伯努利方程12ρν₁²+ρgh₁+p₁=12ρν₂²+ρgh₂+p₂中∵P 1=4×105Pa ,h 1-h 2=5m∴P 2=4×105+12×103×42﹣12×103×162-103×10×5=2.3×105Pa第三章 液体的表面性质★1.f=αL ,张力f 作用在表面任意分界线的两侧,其方向沿着液体表面,并且与分界线垂直;其大小与分界线的长度L 成正比.α称为表面张力系数。
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。