《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》教學(xué)內(nèi)容綱要

1、1《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》教學(xué)內(nèi)容綱要《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》教學(xué)內(nèi)容綱要第一章第一章生物力學(xué)生物力學(xué)第一節(jié)生物組織的力學(xué)特性1.應(yīng)力和應(yīng)變⑴應(yīng)變應(yīng)變——外力作用下，物體發(fā)生的形狀和大小的相對(duì)變化。應(yīng)變是量綱為1的量。彈性形變：在一定的限度內(nèi)，當(dāng)外力撤消后物體能完全恢復(fù)原狀所對(duì)應(yīng)的形變。塑性形變：超過一定的限度后，當(dāng)外力撤消后物體不再能完全恢復(fù)原狀所對(duì)應(yīng)的形變。①?gòu)垜?yīng)變張應(yīng)變?chǔ)牛何矬w在受到外力牽拉或壓縮時(shí)，所發(fā)生的長(zhǎng)度變化?l與物體原長(zhǎng)度l之比；②體應(yīng)變體

2、應(yīng)變?chǔ)龋何矬w受到壓力時(shí)，在形狀沒有改變的情況下，所發(fā)生的體積變化?V與物體原體積V之比；③剪應(yīng)變（切應(yīng)變）剪應(yīng)變（切應(yīng)變）γ：物體受到切向力時(shí)，在只發(fā)生形狀變化而沒有體積變化的彈性形變的情況下，其切向形狀的變化?x與其厚度d的比值。⑵應(yīng)力應(yīng)力——物體發(fā)生形變時(shí)，單位面積上的彈性力：⑴張應(yīng)力：使物體處于拉伸狀態(tài)的應(yīng)力⑵體應(yīng)力：使物體體積變化的力？⑶剪應(yīng)力（切應(yīng)力）：?jiǎn)挝唤孛媸艿窖厍邢虻膬?nèi)力？2.彈性模量⑴應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系：正比極限：O點(diǎn)到A

3、點(diǎn)一條直線，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。彈性極限：A點(diǎn)到B點(diǎn)應(yīng)力與應(yīng)變不再成正比，但是將O點(diǎn)到B點(diǎn)之間將引起形變的外力除去后，材料可以順著原曲線返回，B點(diǎn)則為彈性極限。斷裂點(diǎn)：⑵彈性模量彈性模量(elasticmodulus)：某一種材料的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。①楊氏模量楊氏模量E：正應(yīng)力σ與張應(yīng)變?chǔ)诺谋戎担虎诩羟心Ａ浚ㄇ凶兡Ａ浚┘羟心Ａ浚ㄇ凶兡Ａ浚〨：切應(yīng)力τ與切應(yīng)變?chǔ)玫谋戎?；③體變模量體變模量：體積形變中的壓力p與體應(yīng)變?VV之比。3.物質(zhì)的粘彈

4、性⑴粘彈性的特點(diǎn)：①應(yīng)力松馳應(yīng)力松馳或張馳張馳(relaxation)：在物體突然發(fā)生應(yīng)變時(shí)，在應(yīng)變保持一定的情況下，相應(yīng)的應(yīng)力隨時(shí)間的增加而下降。②蠕變?nèi)渥?creep)：物體的應(yīng)變隨時(shí)間的增加而增大，而應(yīng)力保持一定。③滯后滯后(hysteresis)：對(duì)物體作周期性的加載和卸載，加載卸載時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線不重合。⑵粘彈性體的力學(xué)模型①M(fèi)axwell模型模型：兩個(gè)元件應(yīng)力相同，應(yīng)變是二元件應(yīng)變的總和；②Voigt模型模型：兩個(gè)元件應(yīng)變相

5、同，應(yīng)力是二元件應(yīng)力的總和；③四元模型四元模型：應(yīng)變?yōu)閺椥詰?yīng)變、延遲彈性應(yīng)變和粘性應(yīng)變的總和。4.生物組織的力學(xué)性質(zhì)⑴軟組織的一般力學(xué)性質(zhì)：①大變形特點(diǎn)；②應(yīng)力應(yīng)變非線性關(guān)系；③對(duì)應(yīng)變率不敏感；④呈現(xiàn)應(yīng)力松弛；⑤蠕變特性。⑵硬組織——骨的力學(xué)性質(zhì)骨的力學(xué)性質(zhì)：①骨骼的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系；②具有各向異性的力學(xué)性質(zhì)；③骨的彈性模量；④強(qiáng)度與密度之比很大；⑤具有非常優(yōu)良的機(jī)械結(jié)構(gòu)。軟骨的力學(xué)性質(zhì)：①應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系具有滯后環(huán)，應(yīng)力峰值隨應(yīng)變率增大而

6、略有增長(zhǎng)；②具有良好的潤(rùn)滑性能。復(fù)習(xí)題名詞概念1.彈性形變塑性形變2.應(yīng)力張應(yīng)力體應(yīng)力剪應(yīng)力3.應(yīng)變張應(yīng)變體應(yīng)變剪應(yīng)變4.應(yīng)變率剪變率5.正比極限彈性極限斷裂點(diǎn)6.彈性模量揚(yáng)氏彈性模量切變彈性模量體變彈性模量3⑴層流（片流）層流（片流）：當(dāng)粘性液體流速不太大時(shí)，液體將分層流動(dòng)。層流具有如下特點(diǎn)：①分層流動(dòng)，各層的流速不相同；②流速v的方向與層面相切，沒有法向向量；③層與層之間無(wú)質(zhì)量交換。⑵粘滯性粘滯性：流體在流動(dòng)過程中，內(nèi)部是存在相對(duì)運(yùn)

7、動(dòng)形式的；在做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩層流體之間的接觸面上，存在一對(duì)阻礙兩流體層相對(duì)運(yùn)動(dòng)的大小相等、方向相反的內(nèi)摩擦力。流體的這種性質(zhì)即為粘滯性。⑶速度梯度速度梯度：在垂直于流動(dòng)方向上，每增加單位距離流體速率的增加量，稱為平均速度梯度平均速度梯度；極限r(nóng)v??drdvrvr?????0lim即為速度梯度。⑷牛頓粘滯性定律牛頓粘滯性定律：dxdvSF??⑸粘滯系數(shù)粘滯系數(shù)：上述中的比例系數(shù)η，簡(jiǎn)稱粘度粘度；η是流體粘滯性的量度，在國(guó)際單位制中的單位是

8、Pas。⑹剪變率剪變率：剪應(yīng)變?chǔ)秒S時(shí)間的變化率。3.牛頓流體和非牛頓流體⑴牛頓液體牛頓液體：遵從牛頓粘滯性定律的液體。⑵非牛頓液體非牛頓液體：不遵從牛頓粘滯性定律的液體。（3）流動(dòng)曲線：4.泊肅葉流動(dòng)⑴泊肅葉定律泊肅葉定律??LppRQ??8214??⑵流阻流阻Rf：48RLRf???5.雷諾數(shù)⑴湍流湍流：指當(dāng)處于層流的流體速度增大到某一數(shù)值時(shí)，層流狀態(tài)就會(huì)被破壞，各液流層間流體粒子大量互相摻混，流動(dòng)紊亂，甚至出現(xiàn)渦旋。⑵雷諾數(shù)雷諾數(shù)(

9、Reynold’snumber)Re：（沒有單位的純數(shù)）??rvRe?⑶層流和湍流的判別第二節(jié)血液的流變學(xué)性質(zhì)1.血液的粘度⑴表觀粘度表觀粘度：流體的切應(yīng)力與剪變率的比值。⑵相對(duì)粘度（比粘度）相對(duì)粘度（比粘度）：樣品表現(xiàn)粘度與溶劑粘度的比值。⑶還原粘度還原粘度：消除濃度影響后，反映的構(gòu)造粘度。2.Casson方程方程?????cc??3.血液的觸變性和滯后現(xiàn)象觸變性觸變性(thixotropy)：一種對(duì)于剪變率和剪變時(shí)間均有依賴性的流變