医用物理学第四章 声波

《医用物理学》课程教学大纲（Medical Physics）一、课程基本信息课程编号：14072602,14072603课程类别：学科基础课适用专业：医学/药学/医检等专业学分：3总学时：48先修课程：高等数学后续课程：医学专业课课程简介：医用物理学是物理学的重要分支学科，是物理学与医学的交叉学科，也是医学类专业学生必修的基础课程。

开设这门课程的主要目的是，一方面是通过较系统的教学，使学生进一步深入理解物理概念和物理规律，为医学院学生后续学习现代医学打下必要、坚实的物理基础；另一方面使学生在物理思想、研究问题的科学方法与创新能力方面得到提高。

主要教学方法与手段：本课程以讲课为主，讲课形式兼顾PPT和板书，同时教学视频录像作为辅助手段，网络教学作为资源库和教学辅导手段。

选用教材：陈仲本，况明星.医用物理学[M].北京：高等教育出版社，2010必读书目：[1] 倪忠强，刘海兰，武荷岚.医用物理学[M].北京：清华大学出版社，2014选读书目：[1] 王振华.医用物理学[M].北京：北京邮电大学出版社，2009[2] 李旭光.医用物理学[M].北京：北京邮电大学出版社，2009[3] 程守洙，江之永，胡盘新. 普通物理学（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2004[4] 马文蔚.物理学（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006[5] D. Halliday, R. Resnick, J. Walker. Fundamentals of Physics (Extended) [M]. John Wiley & Sons, Inc, 2001二、课程总目标：本课程目的在于通过对经典物理学和近代物理学的系统学习，尤其是和医学紧密相关的知识的介绍，了解物理学发展及其在医学中的应用，了解物理学发展过程中的基本方法，基本实验，基本思路。

掌握经典物理学中力学，热学和电磁学的基本知识和基本技能，理解近代物理学发展的基本内容和基本概念，并且能利用这些知识和技能为后续的医学专业课服务。

四、习题解答4-1 如果某声压幅值增加至原来的3倍，问该声波的声强增至原来的几倍？如果使声波的声强增至原来的16倍，声压幅值必须增大多少倍？解：（1）已知312=m m p p 由声强与声压幅值的关系公式up I mρ22=得93)(2222122122212212=====m m m mm m p p p p up u p I I ρρ （2）已知1612=I I 则：212212212)(m m m mp p p p I I ==，4161212===I I p p m m 4-2 距一点声源10 m 的地方，某声强级是20 dB，若不计吸收衰减，求：（1）距离声源5 m 处的声强级？（2）距离声源多远，声音会听不见了？解：已知10=r m 处，20=L dB，声强为1I 。

5=r m 处，声强为2I ，声强级为2L 。

（1）根据声强级公式0lg10I IL =，1210110lg 10lg 1020-==I I I ， 10101-=I W/m 2对于点声源（球面波）在不计吸收衰减的情况下，22212144I r I r ππ=，222121I r I r = 10102212121042510100--⨯=⨯==r I r I W/m 226104lg 1010104lg 10lg 102121002=⨯=⨯==--I I L dB （2）因为 323121I r I r =，则41210312123101010100=⨯==--I I r r m，2310=r m 4-3 由许多声源发至某一点的声波强度是各声波强度的和。

如果有5个相同的喇叭同时广播，所测得的声强级较一个喇叭多多少分贝？解：已知一个喇叭广播的声强和声强级分别为I 和1L ，则5个相同喇叭同时广播时的声强和声强级分别为I 5和2L ，则两者声强级的差值为75lg 105lg 10lg 10lg 10lg1012010212====-=-=II I I I I I I L L L ∆dB 4-4 一个窗户的面积是1 m 2，向街而开，窗外的声强级是60 dB，问传入窗内声波的声功率是多少？解：已知窗户面积1=S m 2，声强级60=L dB 根据声强级公式0lg 10I IL =可得 1210lg1060-=I ，610-=I W/m 2 声功率为 6610110--=⨯==IS P W4-5 震耳欲聋的雷声声强级是110 dB，树叶微动声约为10 dB，问其声强比是多少？解：已知雷声声强级为1101=L dB，树叶微动的声强级为102=L dB， 根据声强级公式0lg10I I L = 二者声强之比为：21020121lg 10lg 10lg10I I I I I I L L =-=- 2121lg 1010010110I I L L ==-=- 10lg21=I I ，102110=I I4-6一列火车以30 m/s 的速度在静止的空气中行驶，火车汽笛声的频率是500 Hz，声波在空气中传播速度为340 m/s。

《医用物理学》课程标准适用专业：高职高专医疗设备应用技术专业建议课时数：64一、前言（一）课程的性质《医用物理学》是医疗设备应用技术专业的重要基础课程。

本课程的主要任务是使学生较系统地掌握医学相关的物理基础，培养学生的科学素质和科学思维方法，提高学生应用基本理论解决实际问题的能力，为学生学习专业基础课和专业课，如电路基础、医用超声设备、X线影像设备等课程奠定基础，对学生的职业岗位能力培养和职业素质养成起到一个重要的支撑作用。

（二）课程设计思路本课程建议课时：总学时64，理论学时54，实践学时10。

学分4分。

本课程是以高职医疗设备应用技术专业学生的就业为导向，根据专业岗位所涵盖的工作任务的需要而设置，经职业能力分析，以实际工作任务为引领，以医疗器械行业所应具备的职业能力为主线。

课程设计依据学生就业岗位的特点，对物体运动、振动、电磁场、光学等医学物理知识进行讲解和分析，培养学生应用基本理论解决实际问题的能力。

课程内容包括：物体的运动规律、振动和波、分子动理论、静电场、电磁现象与电磁波、电流对人体的作用、几何光学、波动光学、激光及其医学应用、X射线等。

二、课程目标通过本课程的学习，使学生掌握医用物理学的基础知识，熟悉常用物理仪器的使用方法，培养学生沟通、团结协作的社会能力，使学生具备相关职业岗位工作能力和可持续发展能力。

（一）知识目标1. 掌握医学物理的基本理论、基本原理和科学的思维方法。

2. 熟悉相关专业课程所需的物理名词与基本知识。

3. 了解与专业相关的医疗器械的基本物理原理。

（二）能力目标1. 熟练掌握长度测量基本仪器、称衡基本仪器、电学基本仪器的使用方法，培养学生正确规范地完成相关基础实验的能力。

2. 学会示波器、电位差计、万用表等仪器的使用和操作，培养学生实际操作、数据处理和故障排除的能力。

（三）思政育人目标1. 形成良好的心理素质和职业素养。

2. 具备善于观察、自主思考、独立分析和解决问题的能力。

医用物理声波知识点总结一、声波的基本概念声波是一种机械波，是由物质的震动在介质中传播而产生的波动。

声波在医学中应用广泛，被用于医学诊断和治疗。

声波是一种纵波，它的传播需要介质，能够传递介质中的振动而不传递介质本身。

医用声波一般通过超声波的形式应用，超声波是一种频率高于人类听觉频率的声波，通常指频率大于20kHz的声波。

二、声波的物理特性1. 频率和波长：声波的频率是指在单位时间内声波的震动次数，单位是赫兹（Hz）。

声波的波长是指声波在介质中传播一个完整波周期所需的距离，它与声波的速度和频率有关。

2. 速度：声波在不同介质中的传播速度不同，一般在空气中的传播速度约为343m/s，在水中的传播速度约为1500m/s。

声波的传播速度与介质的密度和弹性模量有关。

3. 衰减：声波在传播过程中会逐渐衰减，其衰减程度与介质的损耗系数有关。

通常在医学应用中，声波的衰减系数较小。

4. 折射和反射：声波在不同介质之间传播时，会发生折射和反射现象。

折射是指声波在介质界面上发生偏折的现象，反射是指声波在介质表面上反射回去的现象。

5. 衍射：声波在通过小孔或者绕过边缘时会发生衍射现象，使声波产生扩散效应。

6. 相干和相位：声波的相干性和相位性是指同频率声波的震动是否一致和同步。

相干性和相位性对医学超声成像产生重要影响。

三、医学超声成像医学超声成像是利用高频声波对人体进行成像的一种诊断技术。

它是一种非侵入性的检查方法，能够清晰显示人体内部器官和组织的结构。

医学超声成像通常包括B超、彩超和多普勒超声等不同类型。

1. B超：B超是通过探头发射和接收超声波信号，然后将信号转换成图像以显示人体内部结构的一种成像方式。

B超主要用于检查内脏器官、血管和胎儿等。

2. 彩超：彩超是一种利用多色超声图像显示器来显示组织结构和血流状态的一种成像方式。

彩超能够清晰显示血管、心脏等结构和血流动态。

3. 多普勒超声：多普勒超声是利用多普勒效应观测人体内部流体和血流动态的一种成像方式。

遵义医学院《医学物理学》教学大纲(供五年制基础、临床、预防、口腔医学类专业用)Ⅰ前言医学物理学是高等医学教育中的一门专业基础课程。

它的任务和目的是：使学生比较系统地掌握医学科学所需要的物理学基础理论、基本知识、基本技能，培养学生辩证唯物主义世界观和观察问题、分析问题、解决问题的能力，为学生学习后续课程以及将来从事医疗卫生、科学研究工作打下必要的物理基础。

教学内容是以高中毕业为起点，以学习医学科学所需要的物理“三基”内容为主，对物理学与医学联系密切相关的内容应作比较广泛和深入的讨论，但主要是针对这些医学问题中的物理学原理，不应过多地涉及具体的医学内容。

对于那些为了保持物理学体系所必须保留而又与中学重复的内容，要求学生掌握，但不作讲授。

对于全新的或是根据专业需要应加强的内容，即是教师讲授和要求学生掌握的内容，也应做到少而精，既保证教学质量又不使学生负担过重。

在教学法上要充分调动和发挥学生学习的积极性和主动性。

为了巩固所学的知识，应布置适当数量的习题作业，并介绍一些课外参考书，以扩展学生的眼界和思路。

本大纲适用于五年制基础、临床、预防、口腔医学类专业使用。

现将大纲使用中有关问题说明如下：一、为了使教师和学生更好地掌握教材，大纲中每一章节均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。

教学目的注明教学目标，教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别，教学内容与教学要求级别对应，并统一标示(核心内容即知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示)便于学生重点学习。

二、教师在保证大纲核心内容的前提下，可根据不同教学手段，讲授重点内容和介绍一般内容。

三、医学物理学总教学参考学时为60学时，理论与实验学时之比为2.75 ：1。

即理论课44学时(各章节的参考教学时数见“二、教学内容”)，实验课为16学时。

四、教材：<<医学物理学>>，人民卫生出版社，胡新珉主编，第六版，2004年。

Ⅱ正文绪论一、教学目的通过对物理学研究对象的了解，弄清楚物理学与生命科学的关系。