医用物理学复习题
1、某人的体循环的总流阻为1.5×108N ·S/m 5，体循环总压强差12.0KPa ，此人心输出量为（ ）。
2、一流管出口处的截面积0.2㎝2，液体流速50㎝/s ，则注满容量为1升的容器所需要的时间为（ ）。
3、粘性流体在等截面水平管中流动时，流量Q ，流阻R f ，流管两端压强差为（ ） 。
4、水平流管粗处横截面积是细处的两倍，若粗处的水流速度为2m/s ，则细处的流速为（ 1 ）。
5、水平的自来水管粗处的直径是细处的2倍，如果水在粗处的流速和压强分别是1.00ms -1和1.96×105Pa ，那么细处的流速和压强各是多少？ 解：D 2D =细粗，1v =粗m/s ，5P 1.9610Pa =?粗
根据连续性方程S S v v =细细粗粗，有
22
r r v v ππ=细细粗粗
代入数据得 414m /s v =?=细
根据伯努利方程 2
2
11122211P +
P +
2
2
v gh v gh ρρρρ+=+，
因为是水平管， h h =细粗，
∴ 2
2
11P +
P +
2
2v v ρρ=细细粗粗， 2
2
11P P +2
2
v v ρρ=-
细细粗粗，
5
3
2
2
5
1P 1.961010(14) 1.88510P a 2
=?+
??-=?细
6、流管中水流在A 点处的压强为2.0×105Pa ，截面积为100cm 2，流速12m/s ；B 点处的截面积为60 cm 2，A 点比B 点低2m ，求B 点处的流速和B 点的压强以及流量。
解：5A P =2.010Pa ?，2A S 100cm =，12m /s v =A ，2B S 60cm =，B A 2m h h -=。
根据连续性方程 A A B B S S v v =，有B 1001220v ?=?
∴ B 20m /s v =
根据伯努利方程2
2
A A A
B B B 11P +
P +
2
2
v gh v gh ρρρρ+=+，
5
3223
B 1P 2.01010(1220)109.822
=?+
??-+??-（）
5
=0.52410Pa ?
7、水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面为管的最细处的3倍，若出口处的流速为s m /2，问最细处的压强为多少？若在此最细处开一小孔，水会不会流出来？（P 0=1.01×105Pa ）
解：S 3S =出细，2/v m s =出，
根据连续性方程 1122S S v v =，有
S S v v =出出细细，3S S v v =细出细细，
∴ 36/v v m s ==细出
根据伯努利方程 2
2
11122211P +
P +
2
2
v gh v gh ρρρρ+=+，
因为是水平管， h h =细粗，
∴ 2
2
11P +
P +
2
2
v v ρρ=出出细细，
3
2
2
5
0001P P 10(26)P 0.1610P 2
=+??-=-?<细
故：水不会流出。
8、水管上端的截面积为8.02410m -?，水的流速为0.2s m /，水管下端比上端低10m ，截面积为4100.4-?2m ，水在下端管口流出，求①水在下端的流速；②求
上端压强；（P 0= 1.0×105
Pa ）？
解：42S 8.010m -=?上， 2.0/v m s =上，10h h m -=下上，42S 4.010m -=?下。 ① 根据连续性方程 S S v v =下下上上，有448.010 2.0 4.010v --??=??下
∴ 4.0/v m s =下
② 根据伯努利方程 2
2
11P +
P +
2
2
v gh v gh ρρρρ+=+下下下上上上，
5
32
2
3
1P 1.011010(42)109.8102
=?+
??-+??-上（）
5
0.0910Pa =?
9、密度ρ＝0.90×103kg/m 3的液体在粗细不同的水平管道中流动。粗处管的内直径为106mm ，液体的流速为1.00m/s ，压强为1.176×105Pa 。细处管的内直径
为68mm ，求该处液体的流速和压强。
解：33=0.9010kg/m ρ?，D 106m m =粗，1m /s v =粗，5P =1.17610Pa ?粗，
D 68m m =细。
根据连续性方程 S S v v =细细粗粗，有
2
2D D 2
2
v v ππ=粗细细粗（
）（
），2
1.56m /s v =细。
根据水平管的伯努利方程 2
2
11P +
P +
2
2
v v ρρ=细细粗粗，可以得到
2
2
11P =P +
2
2
v v ρρ-
细细粗粗
5
3
2
2
1=1.17610101 1.562
?+
??-（）
5
=1.16310Pa ?。
10、用拉断法测量液体的表面张力，工具为内半径R 1、外半径R 2的柱面环，用
力电传感装置测得拉断前的最大拉力是F ，拉断后的拉力是F 0，求该液体的表面张力系数。
解：表面张力f=122()R R απ+ 表面张力f=0F F -=122()R R απ+ 所以0122()
F F R R απ-=
+
11、吹一个半径为10cm 的肥皂泡，设肥皂液的表面张力系数α=40×3
10-N/m 。试求吹此肥皂泡所做的功，以及泡内外的压强差。 解：Δs=2×4πr 2
(两个表面)
ΔW=α·Δs=40×310-×8π×10-2=1.004×10-4 (J)
3
2
444010
16()
10
P Pa R α--???=
=
=
12、一U 形玻璃管的两竖管的半径分别为1mm 和2mm 。试求两管内水面的高度差。（水的表面张力系数α=73×3
10-N/m ） 解：设U 形管的两竖直管的半径分别为r 1，r 2。
在水中靠近两管弯曲液面处的压强分别为1
012r P P α-
=，2
022r P P α-
=，且有
gh P P ρ=-12。由上面三式可得)11
(22
1
r r g h -
=
ρα
=7.3×10
-3
(m)
13、某环境中一机器产生噪音5210W m --?2
,声强级（ ）dB 。
14、一个运动物体的位移与时间的关系为 s=0.10cos （2.5πt ＋π／3）m ，则周期为（ ）、初相位为（ ）
15、一个物体同时参与两个振动，振动方程分别是10.08cos(3)2
S t m
π
π=+
，
230.12cos(3)2S t m
ππ=-
，这个物体振动的振幅是（ ）m 。
16、波源的功率为P ，向四周发出球面波，距波源R 处波的强度为（ ）。 17、波源振动方程0.04cos(2.5)s t m π=以100m/s 的速度在介质中传播，距波源20米处的质点在波源起振后1.0S 的位移为（ ）。
18、以y = 0.020 cos 2.5πt m 的形式作简谐振动的波源，在某种介质中激发了平面简谐波，并以100 m ?s -1的速率传播。(1) 写出此平面简谐波的波函数；(2) 求在波源起振后1.0 s 、距波源20 m 处质点的位移、速度和加速度。 解 (1)平面简谐波波函数的一般形式可写为)u x
-(t Acos y ω=
根据题意，振幅A = 0.020 m ，角频率ω = 2.5π rad ?s -1 ，波速u = 100 m ?s -1 ，得该介质中平面简谐波的波函数为)100
x t (5.020cos2.0y -=π
(2) 在x = 20 m 处质点的振动可表示为
y = 0.020 cos 2.5π (t - 0.20) m = 0.020 cos (2.5π t - 0.50π) m .
在波源起振后1.0 s ，该处质点的位移为： y = 0.020 cos 2.0π m = 2.0?10-2 m 。该处
dy v A sin2.5(t 0.20)
dt
ωπ=
=--
在波源起振后1.0 s ，1
v= 2.50.020sin2.0m s
ππ--??=
该处质点的加速度为()2
2
2d y a Acos2.5t 0.20dt
ωπ==--
在波源起振后1.0 s ，
2
2
2
a (2.5)0.020cos2.0m s
1.25m s
ππ
--=-??=-?
式中负号表示加速度的方向与位移的正方向相反。
19、一质量为10克的物体作简谐振动，其振幅为24厘米，周期为4秒，当t=0时位移为24厘米，求（1）谐振方程；（2）由起始位置运动到x =12cm 处时物体的速度。
解：2T
πω=
=
24
2
ππ
=
， 初相位 0?=
24cos 2
S t cm π??
=
???
当χ=12cm
1224c o s
223
t t π
??= ???=秒
224sin
24sin
32.6/2
2
2
2
3
t cm s π
π
π
π
υ=-?
=-?
?
=-
20、 一个运动物体的位移与时间的关系为 s=0.10cos （2.5πt ＋π／3）m ，试求：(1)周期、角频率、频率、振幅和初相位；（2）t=2s 时物体的位移、速度和加速度。 解：（1）此题为已知振动方程求个量。解题的基本方法是将已知的振动方程与标准方程相比较，直接写出特征量。由方程S=0.10cos(2.5πt+3
π
)m
振幅A=0.10 m ；角频率?=2.5π；周期T=ω
π
2=0.80s ；频率γ=1/T=1.25Hz ；初
相位?=
3
π
（2）t=2s 时：S=0. 10cos(2.5πt+3
π
)m=-5×10-2m
v=-0.1×2.5πsin(5π+3
π
)=0.68m/s
a=-0.1×(2.5π)2cos(5π+3
π
)=3.1m/s
21、有一列平面简谐波，坐标原点按照 y = A cos (ω t+?) 的规律振动。已知A = 0.10 m ，T = 0.50 s ，λ = 10 m ，试求解以下问题： (1) 写出此平面简谐波的波函数；
(2) 求波线上相距2.5 m 的两点的相位差；
(3) 假如t = 0时处于坐标原点的质点的振动位移为y 0 = +0.050 m ，且向平衡位置运动，求初相位并写出波函数。
解 (1)波函数通式
])(2cos[)2cos(?λ
π?λ
π
ω+-
=+-=x
ft A x
t A y
其中A = 0.10 m ，λ = 10 m ， 1
0.21-==
s
T
f ，代入上式，得
m
x t y ])100.2(2cos[10.0?π+-
=。
(2)两点的相位差为
2.5
2.52(
)2210
2
x x
δπ
?ππ
π
λ
λ
λ
+?=-
===
.
(3)将t = 0和y = +0.050 m 代入坐标原点的振动方程中，可得 0.050 = 0.10 cos ? ,于是cos ? = 0.50 ， ? = ±π/3 .
根据t = 0时刻处于坐标原点的质点的运动趋势来决定。已知条件告诉我们，初始时刻该质点的位移为正值，并向平衡位置运动（V 为负），应取? = +π/3。波函数为m
x t y ]3
)100.2(2cos[10.0π
π+
-
=.
22、一个作简谐振动的物体，在 0t =时位于离平衡位置6cm 处，速度为0，振动周期为2s ，求简谐振动的方程及速度表示式。
解：已知： 006,0,2s cm T s υ=== 设位移方程为
cos()s A t ω?=+
式中
222
T
ππωπ
=
=
=
6A cm
==
=
00rctg
arctg s υ?αω-===
6cos()s t π∴=（cm ）
sin 6sin()A t t υωωππ=-=-(cm/s)
23、真空中带电量为Q 的均匀带电球面，球外距球心r 处的电场强度为（ ）。 24、如图为两个等量异性电荷的电场等势线，一个电量为1C 的正电荷沿abcdef 的路径由a 点移到f 点，电场力作功（ ）。
f
a
2V b c d e 2V 1V 1V
0V
25、如图所示，=??S
ds E θcos （ ）。
26、真空中某一点的电场强度是2×105N/c ，然后在该点附近均匀充满相对介电常数为10的电介质，该点的电场强度是（ ）。
27、空气中有两个同心的金属球面，大球半径为R 1，小球的半径为R 2，若大球面带正电荷Q ，大球面外场强为0，求：小球面所带电荷，并分别求两球面间和小球面内的场强分布。
解：以球面球心为中心，建立高斯球面，根据电场分布的球对称性，高斯定理可表示为
2
4επ∑=
?q r
E
当1r R >时， 20q Q Q =-=∑，Q Q =-2 当2r R <时， 0=∑q ，0E =内。
当21R r R <<时，∑-=Q q ，2
2
0044q
Q E r
r
πεπε-=
=
∑中
28、如图所示，AB=2L,OCD 是以B 为中心，L 为半径的半圆，A 点有正电荷q +，B 点有负电荷q -。分别求出O 、D 两点的电势，把电荷0q 从O 点沿OCD 移到D 点，电场力对它做了多少功？
解：根据点电荷电势公式和叠加定理：
0=O U V ，L
q
L
q L
q U D 00
6434πεπε
πε
-
=?-+
?=
电场力对0q 做的功等于0q 电势能的减少：
L
q q U q U q W W A O O D O 00006πε=
-=-=
29、空气中有半径R 的一均匀带电球壳，带电量为Q ，求从球壳内外各区域的场强和电势分布。
q 5q
答案：以带电球壳球心为中心，建立半径为r 的高斯球面，根据球对称性，高斯面上的电场强度与高斯面垂直，并且同一高斯面上的电场强度大小相等
所以高斯定理??
?S
S d E
ε∑=
q 可表示为
2
4επ∑=
?q r
E ①
式中r 表示高斯面的半径，即各区域空间点到球壳中心的距离 当R r <时，∑=0q ，代入①式得 0=E 当R r >时，∑=Q q ，代入①式得 2
04r
Q E πε=
电势分布
当R r <时，04P Q U R πε=
当R r >时，r
Q U P 04πε=
30、空气中有半径0.02㎝的一均匀带电球壳，带电量为12104.5-?C ，分别计算距离球壳0.01㎝和0.03㎝处的场强大小（
2
290
/100.941C
m N ??≈πε
）。
解：以带电球壳球心为中心，建立半径为r 的高斯球面，根据球对称性，高斯面上的电场强度与高斯面垂直，并且同一高斯面上的电场强度大小相等
所以高斯定理??
?S
S d E
ε∑=q 可表示为
2
4επ∑=
?q r
E ①
式中r 表示高斯面的半径，即各区域空间点到球壳中心的距离 当cm r 01.0=时，∑=0q ，代入①式得 0=E
当cm r 03.0=时，∑-?=12104.5q ，代入①式得
m
V r
q E /104.5)
10
03.0(104.510945
2
2
129
2
0?=???
?=∑=
--πε
31、有两个同心的金属球面，大球半径为R 1，小球的半径为R 2，若大球面带正电荷Q ，小球面带负电荷-Q 。试分别求大球面外，两球面间，小球面内的场强分布。
解：以球面球心为中心，建立高斯球面，根据电场分布的球对称性，高斯定理可表示为
2
4επ∑=
?q r
E
当2r R <时， 0=∑q ，0E =内。
当21R r R <<时，∑-=Q q ，2
2
0044q
Q E r
r
πεπε-=
=
∑中
当1r R >时， ∑=-=0Q Q q ，0E =外
32、右图中O 点的的磁感应强度为是（ ）
33、两根平行通电长直导线，电流相等为I ，方向相同，两导线共有的平面内距离两长直导线同为r 的一点的感应强度是（ ）。
34、两根平行通电长直导线，电流相等为I ，方向相反，两导线共有的平面内距离两长直导线同为r 的一点的感应强度是（ ）。 35、右图中，空气中，导线为无限长，O 点的的磁感应强度是（ ）。
36、一根无限长而中间被弯成半圆形的通电导线，如图所示，已知电流I ，半径R ，求：圆心O 点的磁感应强度为多少。
解：半无限长直线段 130B B ==
1/4圆弧段 02142I B R
μ=
?
00012314
28I I B B B B R
R
μμ=++=
?
=
O ·
I
37、一根载有电流I 的导线由三部分组成，AB 部分为四分之一圆周，圆心为O ，半径为a ，导线其余部分伸向无限远，求O 点的磁感应强度。
解：半无限长直线段 a I
B πμ22101?
=
1/4圆弧段 a
I
B 24
102μ?
=
)4
1(224
122
122000210π
πμμπμ+
=
?
+
?
?
=+=a
I
a
I
a
I
B B B
38、一个半径为0.2m ，阻值200Ω的圆形电流回路连着12V 的电压，回路中心的磁感应强度是多少？
解：已知：R=200Ω，U=12V ，r=0.2m
)
(10
9.12
.0206
.01042)
(06.0200127
7
0T r
I B A R U I --?=???=
=
===πμ
39、一铜片厚度d ＝2.0㎜，放在B= 3.0T 的匀强磁场中，已知磁场方向与铜片表面垂直，铜的载流子密度2238.410n cm -=?，当铜片中通有与磁场方向垂直的电流I=200A 时，铜片两端的霍耳电势为多少？ 答案：)(10
23.2002
.010
6.110
4.80
.32005
19
28
V nqd
IB U ab --?=?????=
=
40、一半导体片厚度d ＝1.0㎜，放在B=0.5T 的匀强磁场中，已知磁场方向与铜片表面垂直，半导体的载流子密度1438.410n cm -=?，当半导体中通有与磁场方向垂直的电流I= 2mA 时，铜片两端的霍耳电势为多少？ 答案：20
19
0.0020.5
0.744()8.410
1.610
0.001
ab IB U V nqd
-?=
=
=????
41、单色平行光垂直入射到每毫米500条缝的光栅上，所成二级光谱与原入射方向成30o时，入射光的波长为（ ）nm 。
42、在光栅常数d=1.8×10-6
m 的透射光栅中，第三级光谱可观察的最长波长是（ ）nm.
43、为获得增透膜，应使两个面上的反射光相遇时的相位差等于π的（ ）倍。
44、盐酸四环素溶液的旋光率C nm ?203.589][α=1
13250--?dm g
cm ，若装在长度为20cm 的
玻璃管里，溶液的旋光角为15o时该溶液的浓度为（ ）gcm -3。
45、在双缝实验中，两缝相距0.3mm 。要使波长为600nm 的光通过后在屏上产生间距为1mm 的干涉条纹，问屏距缝应有多远。
已知：d=0.3mm λ=600nm △x=1mm 求：D
解：D x d λ?=
6
0.31
50060010
d x
D m m
λ
-??∴
=
=
=?
46、一束单色光垂直入射到每毫米500条缝的光栅上，所成二级像与原入射方向成30o 角，求波长。 已知：1500
d m m
= 30θ=? k=2
求：λ 解：sin d k θλ=
31
1sin 20.500105005002
d m m nm k
θλ-?
∴
=
=
=?=? 47、在扬氏实验中，两缝相距0.2mm ，屏与缝相距1m ，第三条明条纹距中央明条纹中心7.5mm ，求光波波长。
解：已知：d=0.2mm ，D=1m ，x 3=7.5mm ，K=3
7.50.250031000D x k d x d m m m m nm
k d
m m
λλ=
???=
=
=??
48、钠光（波长589nm ）通过单缝后在1m 处的屏上产生衍射条纹，若两个第一级暗纹之间的距离为2mm ，求单缝宽度。
已知：λ=589nm D=1m=1000mm X 1-1=2mm k=1 求： a 解：sin a k θλ= sin tan x D
θθ≈=
x=0.5X 1-1=1mm
6
589101000
0.5891
D a k
m m x
λ-??∴
==
=
49、在扬氏实验中，两缝相距0.3mm 。用单色光照射，在离缝1.2m 的屏上测得相邻的11条暗纹中心之间的间距为22.78mm ，问所用光波的波长为多少？ 解：已知：d=0.3mm ，D=1.2m ，Δx=22.78/10 =2.278mm ，求：λ
2.2780.3569.51200D x d x d
m m m m
nm
d
m m
λλ?=
????=
=
=
50、眼睛的国际标准视力为0.1，该眼睛能够看清物体的最小视角为（ ）。 51、某人对0.5m 以内的物看不清时，按正常眼睛的明视距离需配眼镜的度数（ ）度。
52、一只会聚凸镜的焦距是20cm ，它的焦度为（ ）D 。
53、眼睛能分辨的最小视角10分，视力为（ ）。 54、圆柱形玻璃棒（n=1.5）的一端是半径为2.0㎝的凸球面，求棒置于空气中时，在棒的轴线上距离棒端外10㎝的物点所成像的位置。 解： n 1=1.0 n 2=1.5 r 1=2.0cm u=10cm
n 1/u + n 2/v= （n 2 -n 1）/ r 1/10 + 1.5/v= （1.5 -1）/ 2.0
V= - 20cm
55、一远视眼戴2D 的眼镜看书时，须把书拿到眼前40cm 处，此人应配戴多少度的眼镜才能和正常人一样看书？
解： u 1=40cm=0.40m f=1/2D=0.50m=50cm
1/u+1/v=1/f
(1): 1/0.40+1/v=1/0.50 ； v=-2m (2); u=25cm=0.25m v=-2m
Φ=1/f =1/u+1/v=1/0.25+1/-2=3.5D=350度
配戴350度凸透镜
56、折射率为1.52的双凹薄透镜，曲率半径分别为0.13m 、0.52 m ，求其在空气中的焦距与焦度。
解： n 1=1 n 2=1 n=1.52 r 1= -0.13m r 2=0.52m
Φ=1/u+1/v=（n-n 1/）/r 1 - （n-n 2）/ r 2
=（1.52-1）（1/（-0.13）- 1/0.52= -5D
f=1/Φ=1/-5=-0.2 m =-20cm
57、玻璃球（n=1.5）半径为5cm ，一个点光源放在球前20cm 处。求近轴光线通
过玻璃球后所成的像。
解： n 1=1.0 n 2=1.5 r= 5cm u 1=20cm
n 1/u + n 2/v = （n 2 -n 1）/ r
1.0/20 + 1.5/v = （1.5- 1.0）/ 5 v=30cm
u 2=10cm - 30cm = -20cm n 1=1.5 n 2=1.0 r= -5cm - 1.5/20 + 1.0/v 2 = （1.0- 1.5）/ （-5） v 2=5.71cm
58、一个折射率为1.52的双凸薄透镜，曲率半径分别为0.08m 、0.13m ，求其在
空气中的焦距与焦度。（6分）
解： n 1=1 n 2=1 n=1.52 r 1=0.08m r 2=0.13m
Φ=1/u+1/v=（n-n 1）（1/r 1-1/ r 2）=（1.52-1）（1/0.08-1/（-0.13））
=10.5D
f=1/Φ=1/10.5=0.095 m =9.5cm
59、x 射线管的管电压为U ，电子的电量为e ，连续x 射线谱的短波极限=min λ（ ）。
60、放射性药物物理半衰期6h ，生物半衰期为6h ，其有效半衰期为（ ） h 。 61、若某X 射线管的管电压为200kV ，则x 射线最短波长为（ ）nm 。 62、已知某物质的厚度为该物质半价层的三倍，强度为0I 的x 射线通过该物质后，强度衰减为=I （ ）0I 。
63、某放射性核素A 半衰期为4天，核子数为N ，放射性核素B 半衰期为16天，要与放射性核素A 的放射性活度相同，放射性核素B 的核子数应为（ ）N 。 64、已知某物质的厚度为该物质半价层的二倍，强度为0I 的x 射线通过该物质后， 强度衰减为=I （ ）0I 。
65、某放射性核素的放射性活度在3小时后变为原来的1/4，该核素的半衰期为（ ）小时。
66、32
P 的半衰期是14 d ，试计算它的衰变常数λ，32μg 纯32P 的放射性活度
是多少贝可（Bq ）？
解：已知T 1/2=14d ，m=32μg
1
0485.03
.14693.02ln -===
d
T
λ
m ol
m A N N m λλ==
6
23
10
0.048510
6.02210
1.0610243600
32
Bq
-=
???
=??
67、132
I 的半衰期是 8.0d ，
某质量的132I 在 12日上午 9时测量时为5.6×108Bq ，问到同月28日上午 9时，放射性活度还有多少？
解：已知 T 1/2=8.0d ，t=16d ，I 0=Bq 8106.5?
1/2
01
()
2
t T A A =
16
8
8
8.05.610(0.5) 2.810Bq =??=?
一填空题 1、X射线管的负极，包括灯丝和聚焦罩两部分。 2、想获得大的管电流需要选取大的管电压和灯丝的温度。 3、在普通X射线摄影中，用钨作为阳极靶。 4、高速运动的电子与靶物质相互作用时,其能量损失分为__碰撞损失__和__辐射损失__. 5、X射线在空间某一点的强度是指单位时间通过垂直于X射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。 6、在医学应用中，常用X射线的量和质来表示X射线的强度，量是质是光子数。 7、在X射线野中靠近阳极侧的有效焦点比靠近阴极侧的要小。 8、光电质量衰减系数与原子序数、光子能量之间的关系可表示为_ μτ／ρ Z3/(hυ)3_____。 9、康普顿质量衰减系数与入射光子能量之间的关系可表示为_ μc／ρ 1/(hυ)3____。 10、康普顿效应发生的概率与原子序数Z无关，仅与物质的___每克电子数___有关。 11、电子对质量衰减系数与原子序数的光子能量的关系可表示为__ 当hυ>2m e c2_时，__μp／ρ Z hυ 当hυ>>2m e c2 _时，μp／ρ Zln(hυ)________________。 12、在X射线与物质的相互作用时，整个诊断X射线的能量围都有__ 10keV-100keV __产生，所占比例很小，对辐射屏蔽的影响不大。
13、在X射线与物质的相互作用时，总的衰减系数μ／ρ=_μτ／ρ+μc／ρ+μp／ρ+μcoh／ρ____。 14、在X射线与物质的相互作用时，在10keV～100MeV能量围的低能端部分_____光电__效应占优势，中间部分____康普顿___效应占优势，高能端部分___电子对___效应占优势。 15、宽束X射线是指含有____散射____的X射线束。 16、滤过是把X射线束中的____低能成分___吸收掉。 17、滤过分为___固有滤过___和___附加滤过___。 18、X射线传播过程中的强度减弱,包括距离所致的____扩散___衰减和物质所致的_____吸收____衰减. 19、X射线影像是人体的不同组织对射线____衰减___的结果。 20、增感屏—胶片组合体在应用时，胶片的光密度直接取自X射线的能量不足___10％__，其余的光密度都是靠___增感屏受激后发出的可见光获得的。 21、量化后的___整数灰度值__又称为灰度级或灰阶，灰度级之间的最小变化称为____灰度分辨率___。 22、每个单独像素的大小决定图像的____细节可见度____. 23、CR系统X射线照射量与发射的荧光强度呈___五位数___的直线相关。 24、X－CT的本质是___衰减系数___成像. 25、窗口技术中的窗宽是指___放大的灰度围上下限之差____ 26、窗口技术中的窗位是指大围的中心灰度值
一填空题 1、X射线管的负极,包括灯丝与聚焦罩两部分。 2、想获得大的管电流需要选取大的管电压与灯丝的温度。 3、在普通X射线摄影中,用钨作为阳极靶。 4、高速运动的电子与靶物质相互作用时,其能量损失分为__碰撞损失__与__辐射损失__、 5、X射线在空间某一点的强度就是指单位时间内通过垂直于X射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总与。 6、在医学应用中,常用X射线的量与质来表示X射线的强度,量就是质就是光子数。 7、在X射线野中靠近阳极侧的有效焦点比靠近阴极侧的要小。 8、光电质量衰减系数与原子序数、光子能量之间的关系可表示为_ μτ／ρ Z3/(hυ)3_____。 9、康普顿质量衰减系数与入射光子能量之间的关系可表示为_ μc／ρ 1/(hυ)3____。 10、康普顿效应发生的概率与原子序数Z无关,仅与物质的___每克电子数___有关。 11、电子对质量衰减系数与原子序数的光子能量的关系可表示为__ 当hυ>2m e c2_时,__μp／ρ Z hυ 当hυ>>2m e c2 _时,μp／ρ Zln(hυ)________________。 12、在X射线与物质的相互作用时,整个诊断X射线的能量范围内都
有__ 10keV-100keV __产生,所占比例很小,对辐射屏蔽的影响不大。 13、在X射线与物质的相互作用时,总的衰减系数μ／ρ=_μτ／ρ+μc／ρ+μp／ρ+μcoh／ρ____。 14、在X射线与物质的相互作用时,在10keV～100MeV能量范围的低能端部分_____光电__效应占优势,中间部分____康普顿___效应占优势,高能端部分___电子对___效应占优势。 15、宽束X射线就是指含有____散射____的X射线束。 16、滤过就是把X射线束中的____低能成分___吸收掉。 17、滤过分为___固有滤过___与___附加滤过___。 18、X射线传播过程中的强度减弱,包括距离所致的____扩散___衰减与物质所致的_____吸收____衰减、 19、X射线影像就是人体的不同组织对射线____衰减___的结果。 20、增感屏—胶片组合体在应用时,胶片的光密度直接取自X射线的能量不足___10％__,其余的光密度都就是靠___增感屏受激后发出的可见光获得的。 21、量化后的___整数灰度值__又称为灰度级或灰阶,灰度级之间的最小变化称为____灰度分辨率___。 22、每个单独像素的大小决定图像的____细节可见度____、 23、CR系统X射线照射量与发射的荧光强度呈___五位数___的直线相关。 24、X－CT的本质就是___衰减系数___成像、 25、窗口技术中的窗宽就是指___放大的灰度范围上下限之差____
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 = Q S" = p + ypv 2 + pgh = E P\ + Pghi = Pi 讶 +Pg 〃2 NP F = sr/ dv dx Re 二业 P 。= 1.013 x 10 5 Pa p - 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 6 7 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 2 co (r ------- ) + cp u *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、 +-?) u
医学影像物理学题库 第一章第一节第一部分X射线管 一、填空题 1．X射线管的负极，包括和两部分。 2．想获得大的管电流需要选取大的和。 3．在普通X射线摄影中，用作为阳极靶。 二、名词解释 1．管电压———— 2．管电流———— 3．有效焦点———— 三、选择题 1．关于X射线管阳极正确的说法是（） A. 阳极是一个导电体。 B. 阳极一定是固定的。 C. 阳极为X射线管的靶提供机械支撑。 D. 阳极是一个良好的热辐射体。2．影响X射线有效焦点的因素有（） A.灯丝尺寸 B.靶倾角 C.管电流 D.管电压 四、简答题 1．产生X射线必须具备那些条件？ 第二部分X射线的产生机制 一、填空题 1. 高速运动的电子与靶物质相互作用时,其能量损失分为_______________和______________. 三、选择题 1.下面有关连续X射线的解释，正确的是（） A．连续X射线是高速电子与靶物质的原子核电场相互作用的结果。 B．连续X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果。 C．连续X射线的质与管电流无关。 D．连续X射线的最大能量决定于靶物质的原子序数。 E．连续X射线的最大能量决定于管电压。 2.下面有关标识X射线的解释，正确的是（） A．标识X射线的产生与高速电子的能量无关。 B．标识X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果。 C．滤过使标识X射线变硬。 D．标识X射线的波长由跃迁电子的能级差决定。 E．靶物质原子序数越高，标识X射线的能量就越大。 3. 能量为80keV的电子入射到X射线管的钨靶上产生的结果是（） A. 连续X射线的最大能量是80keV。 B. 标识X射线的最大能量是80keV。 C. 产生的X射线绝大部分是标识X射线。 D. 仅有1％的电子能量以热量的形式沉积在钨靶中。 4.影响X射线能谱的大小和相对位置的因素有（） A.管电流 B.管电压 C.附加滤过 D.靶材料 E.管电压波形
一、单项选择题（每小题0.5分，共6分） 1、关于X 线性质的叙述哪个是错误的（ D ） A、X线与红外线紫外线一样，均属电磁波； B 、X线具有波动性和微粒二重性 C 、X线的干射衍射现象证明它的波动性，康普顿效应证明它的微粒性D、光电效应证明它的波动性E、X线不具有质量和电荷。 2、一般摄影用X 线胶片中不包括下列哪些物质（ D ） A、片基 B、保护层 C、乳剂层 D、防反射层 E、防静电层 3、IP板描述错误的是（ D ） A、IP中荧光物质对放射线、紫外线敏感，所以要做好屏蔽； B、IP中光激励发光物质常用材料是掺杂2价铕离子的氟卤化钡的结晶 C 、IP使用时要轻拿轻放 D、曝光后的IP，其信息不随时间延长而消退 4、非晶态氢化硅型平板探测器单个像素尺寸是（ C ） 5、A、0.139cm B、0.143cm C、0.143mm D、0.139mm 6、5/X线信息是哪一个阶段形成的（ A ） 7、A、X线透过被照体以后B、X线照片冲洗之后C、X线到达被照体之前 D、视觉影像就是X 线信息影像 E、在大脑判断之后 6、在数字图像处理技术中，为使图像的边界轮廓清晰，可采用的计算机图像处理技术为（ B ） A、图像平滑 B、图像锐化 C、图像缩小 D、图像放大 7、数字化X线成像技术与传统X线成像技术相比说法错误的是（B ） A、量子检测效率高 B、动态范围小 C、空间分辨力低 D、对比度分辨力高。 8多选、产生X线的条件应是下列哪几项（ABDE ） A、电子源 B、高真空 C、旋转阳极 D、高速电子的产生 E、高速运行的电子突然受阻 9多选、在医学放射诊断范围内，利用了X 线与物质相互作用的哪几种形式（BCD ） A、相干散射 B、光电效应 C、康普顿效应 D、电子对效应 E、光核效应 10 X线照射物质时衰减程度与（D）无关 AX线的能量B原子序数 C 密度 D 每克电子数 D X线灯丝的温度 11 DDR那个定义错（D） A 在计算机控制下工作B用一维二维探测器 C X线信息转化为数字图像 D 使用高强度磁场成像 12、CR的基本成像过程不包括（B） A影像信息的采集B远程传输C 读取D 处理 二、填空题（每小题2分，共28分） 1、医用X线与物质产生的效应主要有光电效应、康普顿效应、电子对效应。 2、医用放射检查的手段有X射线，X-CT、ECT（SPECT、PET）、MRI、超声四种。 3、透视检查主要利用X线的（穿透）作用和（荧光）作用。 4、晶态氢化硅平板探测器是由闪烁发光晶体，将X射线光子能量转化为可见光光子，再由薄膜非晶态氢化硅制成的光电二极管，完成光电转换。
生物物理学的发展史 从16世纪末开始，人们就开展了生物物理现象的研究，直到20世纪40年代薛定谔（Schr?dinger）在都柏林大学关于“生命是什么”的讲演之前，可以 算是生物物理学发展的早期。19世纪末叶，生理学家开始用物理概念如力学、流体力学、光学、电学及热力学的知识深入到生理学领域，这样就逐渐形成一个新的分支学科，许多人认为这就是最初的生物物理学。实际上物理学与生物学的结合很早以前就已经开始。例如克尔肖（Kircher）在17世纪描述过生物发光的现象；波莱利（Borrelli）在其所著《动物的运动》一书中利用力学原理分析了血液循环和鸟的飞行问题。18世纪伽伐尼（Galvani）通过青蛙神经由于接触两种金属引起肌肉收缩，从而发现了生物电现象。19世纪，梅那（Mayer）通过热、功和生理过程关系的研究建立了能量守恒定律。 20世纪40年代，《医学物理》介绍生物物理内容时,涉及面已相当广泛，包括听觉、色觉、肌肉、神经、皮肤等的结构与功能（电镜、荧光、X射线衍射、电、光电、电位、温度调节等技术），并报道了应用电子回旋加速器研究生物对象。著名的量子物理学家薛定谔专门作了“生命是什么”的报告中提出的几个观点，如负熵与生命现象的有序性、遗传物质的分子基础，生命现象与量子论的协调性等，以后陆续都被证明是极有预见性的观点，而且均得到证实。这有力地说明了近代物理学在推动生命科学发展中的作用。 20世纪50年代，物理学在各方面取得重大成就之后，物理学实验和理论的发展为生物物理学的诞生提供了实验技术和理论方法。例如，用X射线晶体衍射技术对核酸和蛋白质空间结构的研究开创了分子生物学的新纪元，将生命科学的许多分支都推进到分子水平，同时也把这些成就逐步扩大到细胞、组织、器官等，
医用物理学复习资料
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 2 211v s v s Q sv == 2 *柏努利方程 2 2 2212112 2 121 2 1gh v p gh v p E gh v p ρρρρρρ++=++=++ 3 *泊肃叶定律 l P P r Q R P Q ηπ8)(214-= ?= 4 牛顿粘滞定律 dx dv s F η= 三、重要结果及结论 1 小孔流速问题 h g v ?= 2 2 测速、测流量问题 (皮托管，汾丘里管) 3 实际流体的能量损耗 )2 1()21( 2222121112gh v p gh v p E ρρρρ++-++ =? 4 雷诺数及判据 η ρvr = Re
四、注意的问题 空气中有大气压 Pa P 5010013.1?= 水的密度 3 kg/m 1000=ρ 空吸与虹吸现象
振动和波 一、 基本规律及重要公式 1 *波的干涉 )(21212r r -- -=?λ π ??? 干涉加强 2 112122)(2A A A k r r +==---=?π λ π ??? 干涉减弱 2 11212)12()(2A A A k r r -=+=---=?π λ π ??? 声波 一、基本概念 1 声速u 2 振动速度 声压 声特性阻抗 Z p v A v u Z m m m = ==,,ωρ 3 *声强 声强级 响度 响度级 ) (lg 102210 222 2dB I I L Z p Z p uA I e m == ==ωρ 4 *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 u y t A x 2 *多普勒效应公式 0v V u V u v s o ±= 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
医学影像物理学教学大纲 一、课程简介 课程代码： 课程名称：医学影像物理学 学时： 80 理论/实验学时：60/20 课程属性：必修课 课程类型：专业基础课 先修课程：高等数学、医学物理学 开课学期：第4学期 适合专业：医学影像学 二、课程的性质、目的与任务 本课程为专业基础课。 通过对本课程的学习，要求学生了解医学影像技术的发展历程和该领域的最新发展方向，掌握医学成像的主要方法和物理原理，以及医学图像质量保证和控制的物理原理，掌握相关的基础知识，为以后更深入地了解和有效使用医学影像设备，很好地控制医学图像的质量，正确利用医学图像进行诊断打下良好的基础。 三、教学内容和要求 （一）理论课 在各章节内容中，按“了解”、“熟悉”、“掌握”三个层次要求。“掌握”是指学生能根据不同情况对某些概念、原理、方法等在正确熟悉的基础上结合事例加以运用,能够进行分析和综合。“熟悉”是指学生能用自己的语言把学过的知识加以叙述、解释、归纳,并能把某一事实或概念分解为若干部分,指出它们之间的内在联系或与其它事物的相互关系。“了解”是指学生应能辨认的科学事实、概念、原则、术语,知道事物的分类,过程及变化倾向,包括必要的记忆。 重、难点用下划线表示。 一、绪论 1、课程的主要内容、性质特点、学习目的、参考书目和学习网站。
2、专业现状及发展前景。 3、医学影像的发展历程。 X线成像、磁共振成像、超声成像、放射性核素成像。 教学要求： 了解医学成像技术发展概况，使学生对本课程的学习目的、学习方法、课程性质和特点，以及学时安排等有一个比较全面的认识。 二、X射线物理 1、X射线的产生 X射线管、X射线产生的机制。 2、X射线辐射场的空间分布 X射线的强度、X射线的质与量、X射线强度的空间分布。 3、X射线与物质的相互作用 X射线与物质相互作用系数、X射线与物质相互作用的两种主要形式：光电效应、康普顿效应，X射线的基本特性。 4、X射线在物质及人体中的衰减 单能X射线在物质中的衰减规律、连续X射线在物质中的衰减规律、X射线的滤过和硬化、混合物和化合物的质量衰减系数、化合物的有效原子序数、X射线在人体组织内的衰减。 教学要求: 掌握:掌握X射线产生的条件及机制，影响X射线强度的因素，X射线与物质相互作用的两种主要形式，X射线的衰减规律， X射线的滤过与硬化。 熟悉: X射线管的焦点及焦点对X线成像质量的影响， X射线的基本特性，X射线量与质的概念，X射线强度的空间分布。 了解: X线管的结构，阳极效应，混合物和化合物的质量衰减系数、化合物的有效原子序数。 三、X射线影像 1、模拟X射线影像 （1）普通X射线摄影 投影X射线影像的形成、X射线透视、X射线摄影。
医学影像物理学复习整理 (四种成像技术的物理原理，基本思想等) 第一章：X射线物理 第一节：X射线的产生 医学成像用的X射线辐射源都是利用高速运动的电子撞击靶物质而产生的。 1. 产生X射线的四个条件：（1）电子源（2）高速电子流（3）阳极靶（4）真空环境 2.X射线管结构及其作用（阴极，阳极，玻璃壁） （1）阴极：包括灯丝，聚焦杯，灯丝为电子源，聚焦杯调节电流束斑大小和电子发射方向。（2）阳极：接收阴极发出的电子；为X射线管的靶提供机械支撑；是良好的热辐射体。（3）玻璃壁：提供真空环境。 3.a.实际焦点：灯丝发射的电子，经聚焦加速后撞击在阳极靶上的面积称为实际焦点。 b.有效焦点：X射线管的实际焦点在垂直于X射线管轴线方向上投影的面积，称为有效焦点。 c.有效焦点的面积为实际焦点面积的sinθ倍。(θ为靶与竖直方向的夹角) 补充：影响焦点大小的因素有哪些？ 答：灯丝的形状、大小及在阴极体中的位置和阳极的靶角θ有关。 4.碰撞损失：电子与原子外层电子作用而损失的能量。 5.辐射损失：电子与原子内层电子或原子核作用而损失的能量。 6.管电流升高，焦点变大；管电压升高，焦点变小。 7.a.标识辐射：高速电子与原子内层电子发生相互作用，将能量转化为标识辐射。 b.韧致辐射：高速电子与靶原子核发生相互作用，将能量转化为韧致辐射。 6.连续X射线的短波极限只与管电压有关。且与其成反比。 7.X射线的产生机制：电子与物质的相互作用，X射线是高速运动的电子在与物质相互作用中产生的。韧致辐射是产生连续X射线的机制。 （1）X射线的穿透作用（2）荧光作用（3）电离作用（4）热作用（5）
1、一级结构（Primary Structure):多聚体中组成单位的顺序排列。含义主要包括 1、链的数目； 2、每条链的起始和末端组分； 3、每条链中组分的数目、种类及其顺序； 4、链内或链间相互作用的性质、位置和数目。测定方法：1、生化方法：肽链的拆开、末段分析、氨基酸组成分析、多肽链降解、肽顺序分析 2、质谱技术（Mass Spectrometer)和色谱层析分析技术。 2、二级结构（Secondary Structure）是指多聚体分子主链（骨架）空间排布的规律性。测定方法：1、圆二色技术（Circular dichroism CD）、红外光谱（Infrared spectrum）和拉曼光谱（Raman spectrum ）技术。 3、水化作用 (Hydration)：离子或其他分子在水中将在其周围形成一个水层。 笼形结构(cage structure)：疏水物质进入水后水分子将其包围同时外围水分子之间较容易互相以氢键结合而形成笼形结构。 4、能量共振转移（energy resonance transfer): 将分子视为一个正负电荷分离的偶极子，受激发后将以一定的频率振动，如果其附近有一个振动频率相同的另一分子存在，则通过这两个分子间的偶极－偶极相互作用，能量以非辐射的方式从前者转移给后者，这一现象称为～。 5、脂多形性（lipid polymorphism):不同的磷脂分子可形成不同的聚集态或不同的结构，称为“相”，同一磷脂分子在不同的条件下也可以形成不同的聚集态，这一性质称为脂多形性。 6、相分离（phase separation）：由两种磷脂组成的脂质体，当温度在两种磷脂的相变温度之间时，一种磷脂已经发生相变处于液晶态，另一种磷脂仍处于凝胶态，这种两相共存的现象称为相分离。 7、相变：（phase transition）:是指加热到一定稳定时脂双层结构突然发生变化，而脂双层仍然保留的现象。这一温度成为相变温度，温度以上成为液晶相，相变温度以下称为凝胶相。 8、协同运输（cotransport）：细胞利用离子顺其跨膜浓度梯度运输时释放的能：量同时使另一分子逆其跨膜浓度梯度运输。 9、被动运输（passive transport）：是指溶质从高浓度区域移动到一低浓度区域，最后消除两区域的浓度差，是以熵增加驱动的放能过程。这种转运方式称为被动运输。 10、主动运输（active transport）：主动运输是指物质逆浓度梯度，在载体的协助下，在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。Na+、K+和Ca2+等离子，都不能自由地通过磷脂双分子层，它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 11、易化扩散（facilitated diffusion）：在双层脂分子上存在一些特殊蛋白质能够大大增加融资的通透性，溶质也是从高浓度侧向低浓度侧运输，这种运输方式被称为易化扩散。这些蛋白质被称为运输蛋白。 12、离子通道（ion channel）：是细胞膜的脂双层中的一些特殊大分子蛋白质，其中央形成能通过离子的亲水性孔道，允许适当大小和适当电荷的离子通过。 13、长孔效应（longpore effect）：当一个离子从膜外进入孔道，要与孔道内的几个离子发生碰撞后才能通过孔道，这种现象称为长孔效应。 14、双电层（electrical double layer ）：细胞表面的固定电荷与吸附层电荷的净电荷总量与扩散层电荷的性质相反，数值相等，形成一个双电层。 15、自由基（ free radical FR ）：能独立存在的、具有不配对电子的原子、原子团、离子或分子。 16、基团频率（ group frequency ）：一些化学基团（官能团）的吸收总在一个较狭窄的特定频率范围内，是红外光谱的特征性。在红外光谱中该频率表现基团频率位移，即特征吸收峰。 17、infrared spectroscopy(红外光谱):以波长或波数为横坐标,以强度或其他随波长变化的性质为纵坐标所得到的反映红外射线与物质相互作用的谱图。 18、圆二色谱（circular dichroism spectrum, CD）：记录的是物质对紫外光与可见光波段左圆偏振光和右圆偏振光的吸收存在的差别与波长的关系，是分子中的吸收基团吸收电磁波能量引起物质电子能级跃迁，其波长范围包括近紫外区、远紫外区和真空紫外区。 19、圆二色性（activity of circular dichroism）：手性物质对左右圆偏振光的吸收度不同，导致出射时左右圆偏振光电场矢量的振幅不同，通过样品后的左右圆偏振光再次合成的光是椭圆偏振光，而不再是线性偏振光，这种现象称为~。 20、旋光性（activity of optical ratation）：左右圆偏振光在手性物中行进（旋转）速度不同，导致出射时的左右圆偏振光相对于入射光的偏振面旋转的角度不同，通过样品后的左右圆偏振光再次合成的光相对于入射光的偏振面旋转了一定的角度，称为~。 21、荧光(fluorescence)：受光激发的分子从第一激发单重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射。寿命为10-8~ 10 -11s。由于是相同多重态之间的跃迁，几率较大，速度大，速率常数kf为106~109s-1。分子产生荧光必须具备的条件（1）具有合适的结构（2）具有一定的荧光量子产率。
三 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 2 211v s v s Q sv == 2 伯努利方程 2 2 2212112 2 121 2 1gh v p gh v p E gh v p ρρρρρρ++=++=++ 3 牛顿粘滞定律 dx dv s F η= 4 泊肃叶定律 l P P r Q R P Q ηπ8)(214-= ?= 三、重要结果及结论 1 小孔流速问题 h g v ?= 2 2 测速、测流量问题 (皮托管，汾丘里管) 3 空吸与虹吸现象 4 实际流体的能量损耗 )2 1()21( 2222121112gh v p gh v p E ρρρρ++-++ =? 四 振动 一、基本概念 1 振动 简谐振动 简谐振动的矢量图示法 2 振幅 初相位 相位 圆频率 周期 3 振动能量 4 振动的合成(同方向同频率；垂直方向同频率) 5 相位差 同相 反相 二、基本规律及重要公式
1 简谐振动方程 )cos(?ω+=t A x 2 2 0)( x v tg v x A ω?ω -=+= 2 简谐振动能量 2222 1 21A m kA E ω== 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?=?) 2 两振动叠加时，相位差的计算 五 波 一、基本概念 1 波速 波长 频率 v u λ= 2 波动 简谐波的波动方程及其物理意义cos[()] cos() x y A t u y A t kx ωφωφ=- +=-+ 3 波的叠加原理 4 声速u 5 振动速度 声压 声特性阻抗 Z p v A v u Z m m m = == ,,ωρ 6 声强 声强级 响度 响度级 ) (lg 102210 222 2dB I I L Z p Z p uA I e m == ==ωρ 7 听阈 痛阈 听阈区域 二、重要公式 1 波的强度公式 222 1 ωρuA I = 球面波 21 2211221)(,r r I I r r A A == 2 波的干涉 )(21212r r -- -=?λ π ??? 干涉加强 122,k A A A φπ?=±=+
第一章普通X射线影像 (一)单项选择题 1．伦琴发现X射线是在 A．1895年B．1795年C．1695年D．1885年E．1875年 2．关于X射线的产生，下述哪项不正确 A．需要有自由电子群的发生B．电子群的高速由阴极向阳极行进C．绝大部分(99％以上)动能转变为X线D．高速电子流突然受到阻挡E．同时产生了大量的热能 3．标识X射线的波长仅取决于 A．阳极靶物质B．管电压C．管电流D．灯丝温度E．阴极材料 4．X线管是 A．真空荧光管B．真空二极管C．真空五极管D．真空四极管E．真空三极管 5．产生标识X射线的最低激发电压U必须满足的关系是 A．eU≥W B．eU≤W C．eU≈W D．eU≠W E．eU∝W 6．下列关于X射线的本质的描述，正确的是 A．只有X射线管球才能产生X线 B. 凡是X射线都可用于影像诊断C．X 射线是一种波长很短的电磁波D．比红外线波长长 E．波长范围为5～10 nm 7．对于给定的靶原子，各线系的最低激发电压大小排列顺序为 A. U K> U L>U M B．U K < U L < U M C. U K > U M > U L D．U K < U M < U L E．U K = U L= U M 8．焦片距对成像的影响 A. 与半影大小成正比B．与半影大小无关C．与所用X线量成反比D．与所用X射线量成正比 E.近距离投照，焦片距为20~35cm 9．X射线的特性，下列哪项在临床上的应用最不重要 A．电离效应B．荧光效应C．穿透性D．摄影效应E．以上都不是10．X射线成像的基础基于 A．荧光效应B．感光效应C．电离效应D．生物效应E．穿透性 11．透视检查的基础基于 A．荧光效应B．感光效应C．电离效应D．生物效应E．穿透性 12．X射线摄影的基础基于 A．荧光效应B．感光效应C．电离效应D．生物效应E．穿透性 13．X射线产生过程中，电子高速运动所需能量主要取决于 A．靶物质原子序数B．管电流C．管电压D．旋转阳极转速E．灯丝焦点大小 14．下列哪种说法是不正确的 A．X射线图像由不同灰度影像构成B．X射线影像不会发生形状失真C．X 射线束是锥形束投射的D．X射线影像有一定放大效应E．X射线影像可产生伴影 15．在产生通常诊断条件下的X射线时，大部分的能量都转化为热能，产生X射线的能量只占 A．1％B．5％C．0.1％D．0.2％E．0.5％
第2章自我检测题答案 1．X射线成像程序可以简化为： A．X射线→被照物→信号→检测→图像形成 B．被照物→X射线→信号→检测→图像形成 C．X射线→被照物→检测→图像形成→信号 D．被照物→X射线→检测→信号→图像形成 答案：A 2．X射线胶片特性曲性的直线部分是指 A．光密度与曝光量的对数值不成比例的部分 B．光密度与曝光量的对数值成正比的部分 C．不是摄影中力求应用的部分 D．光密度与曝光量的对数值没联系的部分 答案：B 3．增感屏的作用是 A．延长曝光时间B．提高图像清晰度 C．提高胶片感光量D．增加X射线用量 答案：C 4．X射线影像的转换介质不包括 A．增感屏/胶片系统B．荧光屏C．影像增强器D．滤线栅答案：D 5．关于体层摄影，正确的说法是 A．人体不动，X射线管、胶片反向运动 B．胶片不动，X射线管、人体反向运动 C．胶片不动，X射线管、人体同向运动 D．人体不动，X射线管、胶片同向运动 答案：A 6．关于阴性对比剂，不正确的说法是 A．气体为阴性对比剂B．有效原子序数大 C．空气在器官内吸收较慢D．空气有产生气体栓塞的危险
答案：B 7．关于X射线照片图像对比度，正确的说法是 A．被照体厚度之差B．摄影因素之差 C．照片上两点间光学密度之差D．X射线强度之差 答案：C 8．有关量子斑点，不正确的说法是 A．X射线量子越多统计涨落越小 B．量子斑点是X射线量子统计涨落在照片上的反映 C．量子密度的涨落遵循统计学规律 D．X射线量子冲击到介质受光面时是均匀分布的 答案：D 9．关于窗宽、窗位，不正确的说法是 A．它能抑制无用的信息 B．它能增强显示有用的信息 C．窗宽、窗位的调节并不能增加图像本身的信息 D．增加窗宽可使图像的信息量增加 答案：D 10．关于DSA成像，不正确的说法是 A．DSA是数字减影血管造影 B．蒙片是与普通平片完全相同的图像 C．血管显影所需的碘量与血管直径成反比 D．造影图像与未造影图像相减得血管图像 答案：B，D 11．经X射线照射后，在CR的成像板中存留的是 A．模拟影像B．数字影像C．黑白影像D．彩色影像答案：A 12．将PACS各组成部分连成一体的是 A．存储系统B．显示设备C．图像采集装置D．通讯网络系统答案：A，D
医学影像物理学试题及答案 第八章超声波成像 8-1 在B超成像中，对组织与器官的轮廓显示主要取决于（）回波；反映组织特征的图像由（）回波决定。 A．反射B．衍射C．散射D．透射答：在B超成像中，组织与器官的轮廓的显示主要是取决于反射和散射回波。因为B超是在入射一方接收信息，故透射波所携带的信息是不能接收得到的；而超声回波对特殊的组织结构也可能产生衍射现象，但这在超声成像中不是主要决定因素，注意我们的问题是“主要取决于”。用排除法，剩下A和C，在教科书中也已明确介绍。 正确答案：A、C 8-2 超声束如果不能垂直入射被检部位，所带来的弊病是可能产生A．折射伪像B．半波损失C．回波增大D．频率降低 答：超声束不能垂直入射被检部位的声介质界面时，如果是从低声速介质进入高声速介质，在入射角超过临界角时，产生全反射，以致其后方出现声影。此现象称作折射声影伪像，简称折射伪像。而B、C、D都与问题的条件无关。 正确答案：A 8-3 提高超声成像的空间分辨力的有效途径是增加超声波的（），但带来的弊病是影响了探测的（）。 A．波长；频率B．频率；强度C．波长；强度D．频
率；深度 答：分析题意，第一个填空选项有两个被选目标：一个是波长； 另一个是频率。由教科书介绍，空间分辨力可分为横向分辨力和纵向分辨力。对横向分辨力，若两个相邻点之间最小距离用ΔY 表示，依据公式 a f Y λ2.1=? λ是超声波长；f 是声透镜的焦距。显然ΔY 随距离λ的增加而增大，而ΔY 增大意味着横向分辨力下降。所以，提高超声成像横向分辨力的有效途径是增加超声波的频率。 对于纵向分辨力，假设脉冲宽度为τ，两界面可探测最小距离是 d ，声速用c 表示，若使两界面回波刚好不重合，必须满足 τc d 2 1= 这里，脉冲宽度τ的大小与超声频率大小有关，τ值越大，频率越小；而τ值越小，频率越大。τ值与d 成正比，而d 增大意味着纵向分辨力下降。所以，提高超声成像纵向分辨力的有效途径也是增加超声波的频率。因此，就问题第一个填空选项而言，可选B 和D 。 对第二个填空选项而言，在B 和D 中也有两个被选目标：一个 是强度；另一个是深度。分析题意，由于提高超声成像空间分辨力的有效途径是增加超声波的频率，所以当频率增加时，超声波的强度依据公式 22222221f cA cA I πρωρ== 显然也要增加；而探测深度依据超声波衰减规律，衰减系数与频
医学影像物理学题库 (含答案)
一填空题 1、X射线管的负极，包括灯丝和聚焦罩两部分。 2、想获得大的管电流需要选取大的管电压和灯丝的温度。 3、在普通X射线摄影中，用钨作为阳极靶。 4、高速运动的电子与靶物质相互作用时,其能量损失分为__碰撞损 失__和__辐射损失__. 5、X射线在空间某一点的强度是指单位时间内通过垂直于X射线传 播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。 6、在医学应用中，常用X射线的量和质来表示X射线的强度，量 是质是光子数。 7、在X射线野中靠近阳极侧的有效焦点比靠近阴极侧的要小。 8、光电质量衰减系数与原子序数、光子能量之间的关系可表示为_ μτ／ρ Z3/(hυ)3_____。 9、康普顿质量衰减系数与入射光子能量之间的关系可表示为_ μc／ρ 1/(hυ)3____。 10、康普顿效应发生的概率与原子序数Z无关，仅与物质的___每克 电子数___有关。 11、电子对质量衰减系数与原子序数的光子能量的关系可表示为__ 当hυ>2m e c2_时，__μp／ρ Z hυ 当hυ>>2m e c2 _时，μp／ρ Zln(hυ)________________。
12、在X射线与物质的相互作用时，整个诊断X射线的能量范围内都有__ 10keV-100keV __产生，所占比例很小，对辐射屏蔽的影响不大。 13、在X射线与物质的相互作用时，总的衰减系数μ／ρ=_μτ／ρ+μc／ρ+μp／ρ+μcoh／ρ____。 14、在X射线与物质的相互作用时，在10keV～100MeV能量范围的低能端部分_____光电__效应占优势，中间部分____康普顿___效应占优势，高能端部分___电子对___效应占优势。 15、宽束X射线是指含有____散射____的X射线束。 16、滤过是把X射线束中的____低能成分___吸收掉。 17、滤过分为___固有滤过___和___附加滤过___。 18、X射线传播过程中的强度减弱,包括距离所致的____扩散___衰减和物质所致的_____吸收____衰减. 19、 X射线影像是人体的不同组织对射线____衰减___的结果。 20、增感屏—胶片组合体在应用时，胶片的光密度直接取自X射线的能量不足___10％__，其余的光密度都是靠___增感屏受激后发出的可见光获得的。 21、量化后的___整数灰度值__又称为灰度级或灰阶，灰度级之间的最小变化称为____灰度分辨率___。 22、每个单独像素的大小决定图像的____细节可见度____. 23、CR系统X射线照射量与发射的荧光强度呈___五位数___的直线相关。
生物技术学院 课程论文 课程名称：大学物理 学号：222012********* 姓名：马平凡 专业班级：明珠班 成绩： 教师签名：
物理学在生物上的应用——生物物理学 摘要：生物物理学（ Biological Physics）是物理学与生物学相结合的一门交叉学科，是生命科学的重要分支学科和领域之一。生物物理学是应用物理学的概念和方法研究生物各层次结构与功能的关系、生命活动的物理、物理化学过程和物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科。生物物理学旨在阐明生物在一定的空间、时间内有关物质、能量与信息的运动规律。 关键词：物理学生物学交叉学科分支规律 物理学和生物学互相促进，共同发展。物理学和生物学在两方面有联系：一方面，生物为物理提供了具有物理性质的生物系统，另一方面，物理为生物提供了解决问题的工具。生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。支配着无生命世界的物理定律同样也适用于生命世界，无须赋予生活物质一种神秘的活力。 发展简史： 17世纪A.考伯提到发光生物萤火虫。 1786年L.伽伐尼研究了肌肉的静电性质。 1796年T.扬利用光的波动学说、色觉理论研究了眼的几何光学性质及心脏的液体动力学作用。 H.von亥姆霍兹将能量守恒定律应用于生物系统，认为物质世界包括生命在内都可以归结为运动。他研究了肌肉收缩时热量的产生和神经脉冲的传导速度E.H.杜布瓦－雷蒙德第一个制造出电流表并用以研究肌肉神经，1848年发现了休止电位及动作电位。 1895年W.C.伦琴发现了 X射线后，几乎立即应用到医学实践。 1899年K.皮尔逊在他写的《科学的文法》一书中首次提到：“作为物理定律的特异事例来研究生物现象的生物物理和生物物理学……”，并列举了当时研究的血液流体动力学、神经传导的电现象、表面张力和膜电位、发光与生物功能、以及机械应激、弹性、粘度、硬度与生物结构的关系等问题。
物理书/医物宋老师课件、课堂笔记/（考点 要求）知识随笔 一、名词解释要求 相干条件、叠加（p30）：两列波1、震动方向相同2、频率相同3、相位差恒定 波的叠加（p29）：【几列波在同一介质中传播时，在相遇区域内，任一质点的位移为各列波单独传播时在这点引起的分位移的矢量之和。】在相遇后，各列波会保持自 己原有的特性（频率、波长、振动振幅等）不变，继续往前传播，不受其他 波的影响。 气体栓塞（p74）：当液体在细管中流动时，如果管中有气泡，将阻碍液体的流动，气泡多时可发生阻塞现象。 电泳、电渗（p117）：在直流电的作用下，分散质和分散剂分别向相反的极性移动，分散剂的移动称为电泳；分散剂的移动成为电渗。 光的干涉（p30）：有两列波振动方向相同、频率相同、相位差恒定，于空间相遇时，则空间内某些位置的合震动始终加强，而另一些位置的合震动始终减弱现象。 听觉域（p36）：由听阈曲线、痛域曲线、20Hz线和20 000Hz线所围成范围。
总外周阻力(p56)：血液在血管中流动的的流阻在生理学中称为外周阻力，从主动脉至腔静脉的流阻，即体循环的总流阻，称为总外周阻力。 收缩压、舒张压(p59)：当左心室收缩时，血液进入主动脉，主动脉的血压达到最大值，我们称为收缩压。当心脏舒张时，主动脉血液逐渐流入分支的血管，血压下降达到最小值称为舒张压。 空间心电向量环(p101)：将瞬时心电向量相继平移，使向量尾集中在一点上，对向量头的坐标按时间、空间的顺序加以描记成空间心电向量环。 （瞬时心电向量：在一块心肌中，如果一端的的心肌细胞受刺激发生除极，则该处细胞膜就形成跨膜动作电位，同时形成局部环形电流，这种局部环形电流刺激邻近静息膜，使之因除极而兴奋变成除极膜，从而使跨膜动作电位和跨膜局部电流沿着细胞膜向外扩展，这种扩展在横向和纵向均能传递，使兴奋以除极波的形式向前传播。所谓瞬时心电向量，是指当除极波在某一瞬时传播到某一处时，除极波面上所有正在正在除极的心肌细胞极化向量的和。 极化(p98)：当神经或肌肉处于静息状态时，膜外带正电，膜内带负电，这种状态称为极化。除极(p99)：随着刺激强度的增大，细胞膜去极化的程度也不断的扩展当刺激强度达到阈值或阈值以上时受刺激的细胞膜对Na+的通透会突然增大。由于膜外Na+的浓度远高于膜内，膜内的电位又低于膜外，于是大量Na+在浓度梯度和电场的双重影响下由细胞膜外涌入细胞膜内。这一过程的直接结果是使细胞膜内电位迅速升高，当膜内、外Na+的浓度差和电位差的作用相互平衡时，细胞膜的极化发生倒转，结果细胞膜内带正电，细胞膜外带负电，这一过程叫除极。） 平面心电向量环(p102)：空间心电向量环在xy（横面）、yx（额面）、zx（侧面）三个平面上的投影所形成的曲线称其为平面心电向量环。 Χ射线的硬度(p239)：Χ射线的硬度是指Χ射线的贯穿本领，它只决定于Χ射线的波长（即单个光子的能量），而与光子数目无关。 （对于一定的吸收物质，Χ射线被吸收愈少则贯穿的量愈多，Χ射线就愈硬，或者说硬度愈大。Χ射线管的管电压愈高，则轰击靶面的电子动能愈大，发射光子的能量也愈大，而光子能量愈大愈不易被物资吸收，即管电压愈高产生的Χ射线愈硬。同样，由于单个Χ光子的能量不易被测出，所以，在医学上通常用管电压的千伏数（kV）来表示Χ射线的硬度，称为千伏率，并通过调节电压来控制Χ射线的硬度） 基尔霍夫定律(p111、p112)：基尔霍夫第一定律：（也称为节点电流定律。它是用来确定电路任一节点处电流之间关系的定律，是根据电流的连续性原理得到的。）【对于任一节点而言，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。】（若规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，则汇于任一节点处电流的代数和等于零。） 基尔霍夫第二定律：（又称为回路电压定律，它是用来确定回路中各段电压之间关系的定律。）（在一个闭合回路中，从任一点出发，绕回路一周，回到该点时电势变化为零。）根据这个原理可得出基尔霍夫第二定律，即【沿闭合回路一周，电势降落的代数和为零】 （先假设一个绕行方向，顺时针方向或逆时针方向，再确定各段的电势降落。 根据确定的方向，电子原件的一端到另一端，是高电势到低电势，取正［电势降落］，是低