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1、2015-2016下学期医用物理学复习提纲考试时间：90分钟，考试题型：一、单项选择题。（共15小题，每小题2分，共30分）二、填空题。（共5小题，每空2分，共20分）三、判断题。（共10小题，每小题1分，共10分）四、计算题。（共4小题，每小题10分，共40分）第三章 振动、波动和声重点：简谐振动及其应用。1、简谐振动的相关概念，简谐振动方程，波动方程2、习题3-3 一弹簧振子放置在光滑的水平面上，弹簧一端固定，另一端连接一质量为的物体，设弹簧的劲度系数为，求在下列情况下的谐振动方程.（1）将物体从平衡位置向右移后释放.（2）将物体从平衡位置向右移后给与向左的速度.解： 将物体从平衡位置向右
2、移后释放，说明物体处在正的最大位移处，下一时刻向位移的负方向运动，所以，m,. 振动方程为 (m)（2）将物体从平衡位置向右移后给与向左的速度,则 ，v0=,(m)，振动方程为 (m)3-4 质量为m物体和一个轻弹簧组成弹簧振子，其固有周期为，当它作振幅为的简谐振动时，其振动能量是多少？解：3-5 一物体同时参与同一直线上的两个简谐振动， ，求合振幅的大小是多少？ 解： 合振动的振幅为0.08m3-6 弹簧振子作简谐振动时，若其振动振幅和频率都分别为原来的三分之一，总能量是多少？,若振幅增加到原来的两倍，而总能量保持不变，如何实现？解： 总能量是原来的81分之一. ，即要保持总能量不变，频率必
3、须是原来大小的一半.3-7 两个同频率同方向的简谐振动，其合振动的振幅为20 cm，与第一个简谐振动的相位差为，若第一个简谐振动的振幅为 cm = 17.3 cm，则第二个简谐振动的振幅是多少？两个简谐振动的相位差是多少？解：已知,cm, cm 由矢量关系可知： cm 3-8波源的振动方程为m，以2.0无衰减地向 X轴正方向传播，求：波动方程， x=8m处振动方程； x=8m处质点与波源的相位差.解： 波动方程(m) x=8m处振动方程(m) x=8m处质点与波源的相位差3-9 如图3-9图所示一平面简谐波在时刻的波形图，求 (1)该波的波动表达式；(2)P处质点的振动方程.解：从图中可知：m
4、, m,(1) 波动表达式：(m)(2) P处质点的振动方程(m)补充： 已知波源在原点的一列平面简谐波，波动方程为=cos() (),其中， 为已知的正值恒量。求：(1)波的振幅、波速、频率、周期与波长；(2)写出传播方向上距离波源为处一点的振动方程；(3)任一时刻，在波的传播方向上相距为的两点的位相差解: (1)已知平面简谐波的波动方程将上式与波动方程的标准形式比较，可知：波振幅为，频率，波长，波速，波动周期 (2)将代入波动方程即可得到该点的振动方程(3)因任一时刻同一波线上两点之间的位相差为将，及代入上式，即得 第六章 静电场重点：电场的基本性质和计算方法、电势和电势差的概念1、电荷和
5、电场的基本性质，库仑定律2、电场强度矢量及场强计算（1）点电荷产生的电场的计算方法（2）点电荷系产生的电场的计算方法（3）任意带电体产生的电场的计算方法3、电通量的物理意义及静电场的高斯定理4、电势与电势差，电势的计算除习题外，补充：1.在一个边长为a的正方形的四个顶点处各放一个电荷Q，试求重心处的场强和电势。解：则重心O处的合场强为： 由点电荷电势公式可知四个点电荷在重心O处的产生的电势相等，即：根据电势叠加原理，重心O处的电势为： 2、已知电荷量为q，-q，相距为L的电偶极子，求其连线中垂线距电偶极子连线距离为Y的点处的场强大小与方向。解：正负q在B点所激发电场强度为：B点总电场强度为：方
6、向如图所示。3. 有一均匀分布线密度为=5.010 -9Cm的正电荷的直导线AB，其长度为l=15cm，如图所示。试求：（1）导线的延长线上与导线一端B相距R=5.0cm处P点的场强；（2）在导线的垂直平分线上与导线中点相距R=5.0cm处Q点的场强。第七章 磁场重点：安培环路定理和洛仑兹力公式1、磁场的相关概念，利用安培环路定理计算磁场，磁场对运动电荷、对载流导体、对载流线圈的作用2、习题1.有一无限长半径为R1的导体柱，外套有一同轴导体圆筒，筒的内、外半径分别为R2、R3，稳恒电流I均匀地从导体柱流进，从外圆筒流出，见图636，试求空间磁感应强度的分布。3.见图 639，AB为一长直导线，
7、载有电流I1 = 20 A，另一长方形线圈，它的长边与 AB平行，载有电流I2 = 10 A，求：（1）长方形线圈各边所受力的大小与方向。（2）作用于线圈的合力的大小和方向。4. 如图无限长直导线载有电流I, 旁边有一与之共面的长方形平面,长为a,宽为b,近边距电流I为c,求过此面的磁通量.4. 解： 第九章 波动光学重点：单缝和光栅衍射，光的偏振1、 相关概念2、 习题914一束平行的黄色光垂直入射每厘米有4250条刻纹的衍射光栅上，所成的二级像与原入射方向成30o角，求黄光的波长解：由光栅方程 得915以平行白光垂直入射光栅常数为0.001 cm的光栅上，用焦距为200 cm的透镜把通过光
8、栅的光线聚焦在屏上，已知紫光波长为400 nm，红光波长为750 nm，求第二级光谱中紫光与红光的距离解：根据光栅方程，设红光、紫光波长分别为和，它们在第二级谱线中的衍射角分别为和，在屏上位置分别为和则：，因角很小，故它们的距离为917两偏振器透射轴的夹角由60o转到45o时，透射光的强度将如何变化？解：设入射光强为I0，根据马吕斯定律得：所以 ，即光的强度增加了一倍918使自然光通过两个透射轴夹角为60o的偏振器时，透射光强为，在这两个偏振器之问再插入另一偏振器，它的透射轴与前后两个偏振器透射轴均成30o角，问此时透射光强是的多少倍? 解：设起偏器产生的偏振光强为，根据马吕斯定律，当两偏振器
9、夹角为60时，透射光强为， 即当中间插入另一个偏振器，且与前、后两偏振器均成30，则有第十二章激光及其医学应用1 激光的特性2 激光的发射原理（1） 受激辐射是产生激光的重要基础（2） 粒子数反转分布是产生激光的先决条件（3） 光学谐振腔是产生激光的必要条件，起维持光振荡，实现光放大的作用3 医学上常用的激光器第十三章X射线及其医学应用131产生X射线的基本条件是什么？答：产生X射线必须具备两个基本条件：有高速运动的电子流；有适当的障碍物来阻止电子的运动，将电子的动能转变为X射线的能量。132常用的X射线产生装置主要包括哪几部分？答：目前常用的X射线产生装置，主要包括X射线管、降压变压器、升压
10、变压器和整流电路四个部分。133 X射线的基本性质有哪些？在医学上有哪些应用？答：X射线光子的能量大，因此，除具有电磁波的共性外，还具备以下性质：（1）X射线的贯穿本领，是X射线医学影像学和X射线防护的基础；（2）荧光作用，是X射线透视的基础；（3）电离作用，可以利用这一性质进行X射线强度的测量；（4）光化学作用，是X射线摄影的基础；（5）生物效应，X射线放射治疗与防护的基础134 X射线与物质的相互作用主要有哪几种形式？答：主要有光电效应、康普顿效应和电子对效应三种形式。138 常规X射线透视和摄影的影像为什么是相反的？答：如果同一束X射线照射在骨骼和肌肉上，骨骼比肌肉吸收X射线的能力强，透
11、过骨骼的X射线比透过肌肉的少，在荧光屏上，骨骼的影像比肌肉的暗；而在胶片上，骨骼的影像比肌肉的白习题131设工作电压为200kV，电流为40mA，产生X射线效率为0.8%的某X射线管，连续工作1分钟，问靶上共产生多少热量？解：X射线管连续工作1分钟所产生的能量为：其中转化为热量的百分比为： 所以，靶上共产生的热量为：答：连续工作1分钟，靶上共产生476.16kJ的热量。133用波长为0.04nm的X射线照射某晶体的晶面， 当掠射角一直减少到4.1时才观察到布拉格反射，求该晶体的晶格常数解：根据布拉格方程：及题意可知，时k=1，所以， 答：该晶体的晶格常数0.280nm。134对于某X射线， 铝
12、和铅的线性衰减系数分别为132cm-1和2610 cm-1，要得到和1mm厚的铅板同样的衰减程度，问应该用多厚的铝板？解：根据朗伯定律 铝和铅分别用角标1和2表示，对于同一束入射X射线有I01= I02；通过两种物质后，达到同样的衰减程度，则有I1= I2，即 由上式可得：即： 答：要得到和1mm厚的铅板同样的衰减程度，应该用19.8mm的铝板第十四章原子核物理学基础思考题144在a衰变过程中，衰变能量为什么主要由a粒子带走？147在g衰变过程中，为什么子核的质量数和原子序数不变？148在Te、T、Tb分三者之间，是否一定有TeT或TelB，能否达到某种放射平衡？习题141如把原子核看成球形，
13、原子核的半径R与核子数A1/3成正比，即R = R0 A1/3，R0=1.210-15m，试计算核物质单位体积内的核子数解：A个核子的体积为，单位体积内的核子数为145在b+衰变时，放出一个正电子，该正电子和一个负电子发生湮灭后，产生一对能量相等的g光子，计算每个光子的能量，并说明为什么飞行方向相反？解：湮灭前正负电子的总能量为E2 mec21.63710-13J1.022 MeV湮灭前动量很小可忽略，所以湮灭后，必须产生一对飞行方向相反的光子，才能满足动量守恒每个光子的能量为E/2=0.511 MeV=511 keV148实验中分离出1.0mg的226Ra，测得其放射性活度为0.989mCi，求半衰期解：1.0mg的226Ra含有核素数目根据可得，A0.989mCi3.66107Bq，算出T=5.051010 s1600 a