医学物理学Ⅰ

Medical PhysicsⅠ

【课程编号】C18100000001                      【课程类别】学科基础必修课

【总学时数】40                                       【周学时数】3

【学分数】2.5                                         【先修课程】无

【课程负责人】宋然然                             【适用专业】医学门类专业（五年制，八年制）

一、课程简介

物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。它的基本理论和研究方法渗透在自然科学的各个领域，是其他自然科学的基础。

医学物理学Ⅰ是医学门类专业（五年制，八年制）学生一门重要的学科基础必修课。本课程所教授的部分物理学基本概念、基本理论和基本方法是学生科学素养的重要组成部分，在人才的科学素质培养中具有重要的地位，具有其他课程不能替代的重要作用。

本课程主要介绍流体的运动、机械振动和机械波、液体表面现象、波动光学与几何光学等物理学基本理论知识。

二、课程目标与要求

（一）课程目标

本课程是医学门类专业（五年制，八年制）的一门学科基础必修课。通过本课程的学习，使医学类专业学生完成以下目标：

1.        掌握一些物理学（流体的运动、机械振动和机械波、液体表面现象、波动光学与几何光学）的基本理论、基础知识和基本技能；

2.        初步了解物理定律和规律在医学中的应用，对如何定量研究生命现象有所体会，了解一些以物理学为基础的医学高新技术的物理原理；

3.        为学习后续医学课程乃至将来从事医学教学、科研和临床工作打下必要的物理基础；

4.        在科学思维方式和研究方法方面得到锻炼与启迪。

（二）课程目标与毕业要求对应关系

表1：课程目标对毕业要求指标点的支撑关系矩阵

三、教学内容、要求和学时分配

（一）绪论                                                                     学时：1

教学内容：物理学的研究对象、物理学的研究方法、物理学与生命科学的关系、为什么要学习物理学、如何学习物理学。

教学要求：使学生明确为什么要学习物理学，及如何学习物理学。

重点、难点：为什么要学习物理学、如何学习物理学

实验课、习题课、讨论课等教学形式：理论课

支撑课程目标：2，3，4

（二）第二章 流体的运动                                                        学时：7

教学内容：流体、理想液体、流场、流线、流管、定常流动、连续性方程、理想流体的伯努利方程及应用。实际流体、层流、牛顿黏滞定律、牛顿流体、非牛顿流体、雷诺数、湍流、黏性流体伯努利方程、泊肃叶公式、斯托克斯定律。

教学要求：掌握连续性方程和理想流体的伯努利方程的适用条件、物理意义及其实际应用，理解黏滞流体的伯努利方程的物理意义及其实际应用。

重点、难点：流场、流线、流管、定常流动、连续性方程、理想流体的伯努利方程、黏性流体的伯努利方程、泊肃叶公式。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：理论课结合含习题课

支撑课程目标：1，2，3，4

（三）第三章 机械振动和机械波                                                 学时：12

教学内容：简谐振动、简谐振动方程、频率、圆频率、周期、振幅、相位、初相位、旋转矢量法表示简谐振动、简谐振动能量、同方向同频率简谐振动的合成、同方向不同频率简谐振动的合成（拍）。

机械波、波面、波线、波长、波速、简谐波的波动方程、波的能量、波的强度、惠更斯原理、波的迭加原理、波的干涉。

声波、声强级、多普勒效应及应用。

教学要求：掌握简谐振动的基本特征，掌握根据给定初始条件建立简谐振动方程的方法。掌握用旋转矢量法表示简谐振动的方法。掌握两个频率相同、振动方向一致的简谐振动合成的规律。

掌握根据已知条件建立平面简谐波波动方程的方法。掌握波的强度的概念。

掌握声强级、多普勒效应及应用。

重点、难点：振幅、频率、相位、初相位、简谐振动方程、旋转矢量法表示简谐振动、简谐振动的能量、同方向同频率简谐振动合成、波动方程、波的能量、波的叠加原理、波的干涉、声强级、多普勒效应

实验课、习题课、讨论课等教学形式：理论课结合习题课

支撑课程目标：1，2，3，4

（四）第四章 分子动理论                                                        学时：5

教学内容：表面张力、表面能、表面活性物质与表面吸附、弯曲液面的附加压强、球形液面的附加压强、浸润与不浸润、毛细现象、气体栓塞。

教学要求：掌握表面张力和表面能的概念及其计算。掌握球形液面的附加压强概念及其规律。掌握毛细现象及其规律。

重点、难点：表面张力、表面能、表面活性物质、弯曲液面的附加压强、浸润与不浸润、毛细现象、气体栓塞。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：理论课结合习题课

支撑课程目标：1，2，3，4

（五）第八章 波动光学                                                          学时：8

教学内容：光的产生、光的相干性、杨氏双缝干涉、光程、半波损失、薄膜干涉、夫琅禾费单缝衍射、半波带、圆孔衍射、艾里斑、光学仪器分辨本领、光栅衍射、光栅方程、缺级、光栅光谱。自然光、偏振光、马吕斯定律、起偏与检偏、偏振光的产生、布鲁斯特角、布鲁斯特定律。

教学要求：掌握杨氏双缝干涉图样的形成和特征。掌握光程差、半波损失及薄膜干涉图样的形成和特征。掌握半波带法与单缝衍射图样的形成和特征。掌握艾里斑与光学仪器的分辨本领。掌握光栅方程与缺级。掌握马吕斯定律和布儒斯特定律。

重点、难点：光的相干性、杨氏双缝干涉实验、光程与光程差、半波损失、薄膜干涉、夫琅禾费单缝衍射、半波带法、光学仪器的分辨率、衍射光栅、缺级、自然光、偏振光、马吕斯定律、布鲁斯特定律。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：理论课结合习题课

支撑课程目标：1，2，3，4

（六）第九章 几何光学                                                         学时：7

教学内容：单球面折射、共轴球面系统、三对基点、薄透镜成像公式、焦度、薄透镜的组合、透镜的像差与矫正、视力、屈光不正及其矫正、放大镜的角放大率、光学显微镜的放大率。

教学要求：掌握单球面折射公式的适用条件和使用方法，共轴球面系统的成像方法。掌握薄透镜焦距的计算。掌握眼的屈光不正及其矫正的原理和方法。掌握放大镜的原理。掌握显微镜放大率公式的物理意义和应用。

重点、难点：单球面折射成像公式符号法则理、共轴球面系统、逐次成像法、三对基点、薄透镜成像公式、薄透镜的组合、透镜的像差、放大镜的角放大率、光学显微镜的放大率。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：理论课结合习题课

支撑课程目标：1，2，3，4

四、教材与学习资源

（一）教材

喀蔚波，《医用物理学》（第三版）（普通高等教育“十二五”国家级规划教材），高等教育出版社，2012

（二）参考书

1.王磊、冀敏，《医学物理学》（第八版）（普通高等教育“十二五”国家级规划教材），人民卫生出版社，2013

2．洪洋，《医用物理学》（第四版）（全国高等学校医学规划教材），高等教育出版社，2018

3．倪忠强、刘海兰、武荷岚，《医用物理学》，清华大学出版社，2014

（三）网络资源

1．《医用物理学》精品课程网站（校级精品课程）

http://webschool.qdu.edu.cn/eol/jpk/course/layout/default/index.jsp?courseId=1280

2. 爱课程网站（中国大学精品开放课程）的大学物理类课程

http://www.icourses.cn/home/

五、考核方式与课程目标达成情况评价

（一）   考核方式

评价方式及成绩占比：期末为闭卷考试方式考核，卷面总分100分，在总评成绩中占的比例为70%；平时成绩在总评成绩中占的比例为30%，根据课堂出勤、课堂表现、课后作业、在线测试等情况进行评定。

期末考试方式：期末为闭卷考试方式考核，卷面总分100分，考试时间2小时，题目包括单项选择题，填空题，判断题，计算题及简答题。

考核评分标准：在命题中，分为选择题（占20-25%），填空题（占25-30%），判断题（占10%），计算题（占30-40%），简答题（占5-10%），考试后，按评分标准严格阅卷，真实客观地评分。

（二）   课程目标达成情况评价

运用包括课程调查问卷、交流研讨、访谈、课程考核成绩分析法等多种评价方式进行。

六、教学策略与方法建议

教学是一个“教”与“学”的过程，需要调动教师和学生双方的积极性和主动性。课堂教学中普遍存在教师单方“灌输式”的讲授方法，学生积极性不高。然而本科教学的基本要求是让学生掌握基本的学科知识体系，为了实现教学目的，完成教学任务，在教学方法选择上不应放弃讲授法。为充分激发学生的学习兴趣与热情，加宽理论认知的深度与广度，还应同时实施其他多种教学方法，最终实现以综合能力培养为导向、提升学生主体性和教师主导性双向互动为根本、理论联系实际深化理论知识为原则的课堂教学。

如：讨论教学法：就一个问题或议题发动学生开拓思路、畅所欲言；阅读式教学法：指导学生进行相关材料的阅读，提炼和总结材料的原理及理论，给予学生指导性建议和讲解。

（一）教材

喀蔚波，《医用物理学》（第三版）（普通高等教育“十二五”国家级规划教材），高等教育出版社，2012

（二）参考书

1.王磊、冀敏，《医学物理学》（第九版）（国家卫生健康委员会“十三五”规划教材），人民卫生出版社，2018

2.洪洋，《医用物理学》（第四版）（全国高等学校医学规划教材），高等教育出版社，2018

3.吉强、王晨光，《医用物理学》（普通高等教育“十三五”规划教材），科学出版社，2016

4.倪忠强、刘海兰、武荷岚，《医用物理学》，清华大学出版社，2014

5.陈仲本，《医用物理学》（第二版），高等教育出版社，2010

6.梁路光，《医用物理学》（第三版），高等教育出版社，2015

7.孙大公、喀蔚波、洪洋，《医用物理学习题详解及自测练习》，高等教育出版社，2015

8.洪洋，《医用物理学学习指导》，高等教育出版社，2018

9.吉强、王晨光，《医用物理学学习指导与题解》，科学出版社，2016

（三）网络资源

1.《医用物理学》精品课程网站（青岛大学校级精品课程）

http://webschool.qdu.edu.cn/eol/jpk/course/layout/default/index.jsp?courseId=1280

2. 爱课程网站（中国大学精品开放课程）的大学物理类课程

http://www.icourses.cn/home/