《医用物理学》讲义
第1讲
微分
一、实例引入
二、微分的概念
1. 函数的增量
2. 函数的微分
3. 自变量的增量
4. 自变量的微分
三、求微分
四、微商
五、几何意义
第一章 流体动力学基础
第一节 理想流体的稳定流动
一、实际流体和理想流体
流动性、粘性、可压缩性
二、稳流 流线 流管
三、液体的连续性方程
第二节 伯努利方程及其应用
一、伯努利方程
水平：
适用条件：理想流体在细流管中作稳定流动
二、伯努利方程的应用
1. 空吸作用 喷雾器、水流抽气机
，
2. 流量计 液体：
气体：
3. 流速计 原理：
皮托管：
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第2讲
导数
一、变化率问题
1. 变速直线运动的速度
（1）平均速度
（2）瞬时速度
2. 变速直线运动的加速度
（1）平均加速度
（2）瞬时加速度
3. 非恒定电流的电流强度
（1）平均电流强度
（2）瞬时电流强度
二、导数的定义
1. 在点 的导数
2. 导函数
3. 关系
三、复合函数求导
第一章 流体动力学基础
第三节 黏性流体的流动
一、层流、湍流、过渡流
二、牛顿黏滞定律
1. 速度分布
2. 速度梯度
3. 黏性力、黏度
三、雷诺数
第四节 黏性流体的运动规律
一、黏性流体的伯努利方程
——单位体积的流体因克服黏性力做功而损耗的能量
适用条件：不可压缩的牛顿流体在细流管中作稳定流动
匀速： 水平：
匀速： 开放：
二、泊肃叶定理
1. 水平
2. 非水平
三、斯托克斯定律
1. 斯托克斯定律
2. 沉降速度（收尾速度）
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第3讲
三角函数
一、定义
二、符号
Ⅰ、Ⅱ Ⅰ、Ⅳ
三、特殊值
四、诱导公式
函数名不变，符号看象限。
五、余弦定理
第二章 振动和波
第一节 简谐振动
一、简谐振动方程
1. 动力学特征
2. 运动学特征
3. 振动方程
4. 速度、加速度
二、简谐振动的特征量
1. 振幅、周期、频率、角频率
2. 相位、初相、相差
3. 能量
三、简谐振动的合成
1. 矢量图示法
2. 同向、同频
合振动的振幅
合振动的初相
两分振动的相差
讨论：1）当 时，
2）当 时，
3. 同向、不同频
四、频谱分析
振动的合成与分解
基频、高次谐频、频谱
[附] 简谐振动状态一览表
（设初相 ）
设 时， ，则 ，
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位置
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相位
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位移
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速度
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加速度
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回复力
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←
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→
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←
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第4讲
第二章 振动和波
第二节 波动
一、波的产生和传播
1. 产生条件： 波源、弹性媒质
2.
3. 波面、波前、波线 平面波、球面波、柱面波
二、波动方程
三、波的能量和波的强度
1. 波的能量
能量
能量密度
2. 波的强度（能流密度）
能流
能流密度
第三节 波的干涉
一、惠更斯原理、波的衍射
二、波的叠加原理
三、波的干涉
1. 条件 ①频率相同 ②振动方向相同 ③相差恒定
2. 讨论
对于波源同相， ，则
当 ， 即 时，
当 ，即 时，
第四节 超声波
一、声波
1. 声强
2. 声强级
二、超声波的产生
逆压电效应（产生）
压电效应（接收）
三、超声波的特性和应用
1. 特性 ①方向性强 ②输出功率大 ③穿透本领大
2. 应用 ①超声检测 ②机械作用、热作用、空化作用
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第5讲
补充* 保守力做功与势能的变化
一、定积分
1. 定义
2. 几何意义
3. 求法
4. 计算
二、保守力与非保守力
物体在保守力的作用下沿任意闭合路径绕行一周所做的功恒等于零
保守力： 重力、弹性力、万有引力、电场力
非保守力：摩擦力、空气阻力、爆破力、磁场力
三、保守力做功与势能的变化
1. 重力的功
重力势能
2. 弹性力的功
弹性势能
3. 万有引力的功
引力势能
结论：保守场必有相应的势能，如重力场中有重力势能；
保守力做的功等于系统势能的减少（增量的负值）。
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第6讲
第三章 热力学的基本知识
第一节 理想气体的压强和能量
一、物质的微观结构
1. 微观结构：①大量分子 ②热运动 ③分子力
2. 关系
二、理想气体的微观模型
1. 微观模型：①大小不计 ②作用力不计 ③碰撞弹性
2. 统计性假设
三、理想气体的压强公式
分子数密度： 平均平动动能：
四、理想气体的状态方程
1. 三大实验定律
2. 三个常量
3. 摩尔数
4. 状态方程 或
五、理想气体的能量公式
1. 能量公式
2. 自由度、能量按自由度均分定理
单 双 多
3. 理想气体的内能
六、道尔顿分压定律
[附] 理想气体压强公式的推导
第 个分子的速度
第 个分子的速率的平方
对于每个分子
相加，求平均
个分子的速度分量的平方的平均值
统计性假设
统计性假设
统计性假设
统计性假设
统计性假设
统计性假设
统计性假设
统计性假设
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第7讲
第三章 热力学的基本知识
第二节 液体的表面现象
一、表面张力和表面能
1. 表面张力
2. 表面能
3. 表面张力系数
二、弯曲液面的附加压强
三、液体和固体接触处的表面现象
1. 浸润现象 浸润 凹
不浸润 凸
2. 毛细现象
3. 气体栓塞现象
四、表面吸附和表面活性物质
1. 表面吸附
2. 表面活性物质、表面非活性物质
3. 吸附
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第8讲
第三章 热力学的基本知识
第三节 热力学定律
一、功 热量 内能
1. 热力学系统
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能量
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物质
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孤立
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O
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O
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封闭
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P
|
O
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开放
|
P
|
P
|
2. 功和热的等效性 1卡的热量与4.18焦耳的功相当
3. 内能
二、热力学第一定律
1. 热力学第一定律
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＋
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－
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吸热
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放热
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增加
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减少
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系统对外界
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外界对系统
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2. 准静态过程
三、热力学第一定律对理想气体的应用
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特征
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表达式
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热量
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内能的增量
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功
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等体
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等压
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等温
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绝热
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四、热力学第二定律
1. 热力学过程
自发过程、可逆过程、不可逆过程
2. 表述
克劳修斯：不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化
开尔文：不可能从单一热源吸取热量使之完全变为有用功而不引起其它变化
3. 统计意义
在一个与外界隔绝的孤立系统内，所发生的过程总是
由包含微观状态数目少的宏观状态向包含微观状态数目多的宏观状态进行，
即由概率小的宏观状态向概率大的宏观状态进行。
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第9讲
第四章 电场和磁场
第一节 静电场（一）
一、电荷与电场
1. 电荷的量子化和守恒定律
2. 电场和电场强度
二、电势
1. 静电场力作功
2. 电势能
3. 电势、电势差
三、场强与电势的关系
1. 等势面
2. 电势梯度和电场强度的关系
第10讲
第四章 电场和磁场
第一节 静电场（二）
一、电荷与电场
二、电势
三、场强与电势的关系
四、静电场中的电介质
1. 电介质及其极化
自由电荷、束缚电荷
无极分子、有极分子
位移极化、取向极化
2. 电介质中的电场
电介质的极化率 真空电容率
电介质的相对电容率 电介质的绝对电容率
3. 电容及电介质对电容的影响
五、静电场的能量
1. 静电场的能量
2. 电场能量体密度
第11讲
第四章 电场和磁场
第二节 磁场
一、电流的磁效应 磁感应强度
二、电流的磁场
1. 电流元的磁场（真空中的毕奥—萨伐尔定律）
2. 无限长直线电流的磁场
3. 圆电流轴线上的磁场（ ）
4. 长直载流螺线管轴线上的磁场（管内）
三、磁场对运动电荷的作用
1. 洛仑兹力
2. 质谱仪、霍耳效应
四、磁场对电流的作用
1. 磁场对电流元的作用（安培定律）
2. 磁场对载流直导线的作用
3. 磁场对载流线圈的作用
4. 磁矩在外磁场中的能量
五、物质的磁性
1. 磁介质中的磁场（均匀磁介质中毕奥—萨伐尔定律）
2. 顺磁质 、抗磁质 、铁磁质
取向效应、附加磁矩效应、磁畴结构
3. 铁磁质的磁化特性
磁化曲线、磁滞回线
第12讲
第四章 电场和磁场
第三节 电磁感应
一、电磁感应现象及其规律
1. 法拉第电磁感应定律
E i
2. 楞次定律
二、电磁感应现象的应用
1. 电磁流量计
2. 涡电流
三、自感应
1. 自感现象
E L
2. R L 电路
E E L
E
四、磁场的能量
1. 磁场的能量
2. 磁场能量体密度
五、电磁场与电磁波
1. 麦克斯韦电磁场理论
2. 电磁波的产生和传播
3. 电磁波的能流密度
4. 电磁波谱
第13讲
第五章 电流
第一节 直流
一、含源电路的欧姆定律
1. 电源电动势
E
2. 一段含源电路的欧姆定律
∑ ∑E
二、基尔霍夫定律
1. 基尔霍夫第一定律
∑ 流入正，流出负
2. 基尔霍夫第二定律
∑ ∑E 电势降正，电势升负
三、R C 电路
1. 充电过程
— E
2. 放电过程
四、温差电现象及其应用
1. 逸出功
2. 接触电势差
3. 温差电现象及其应用
