《醫(yī)學物理學》教學內容綱要

1、1《醫(yī)學物理學》教學內容綱要《醫(yī)學物理學》教學內容綱要第一章第一章生物力學生物力學第一節(jié)生物組織的力學特性1.應力和應變⑴應變應變——外力作用下，物體發(fā)生的形狀和大小的相對變化。應變是量綱為1的量。彈性形變：在一定的限度內，當外力撤消后物體能完全恢復原狀所對應的形變。塑性形變：超過一定的限度后，當外力撤消后物體不再能完全恢復原狀所對應的形變。①張應變張應變ε：物體在受到外力牽拉或壓縮時，所發(fā)生的長度變化?l與物體原長度l之比；②體應變體

2、應變θ：物體受到壓力時，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剪應變（切應變）剪應變（切應變）γ：物體受到切向力時，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應力應力——物體發(fā)生形變時，單位面積上的彈性力：⑴張應力：使物體處于拉伸狀態(tài)的應力⑵體應力：使物體體積變化的力？⑶剪應力（切應力）：單位截面受到沿切向的內力？2.彈性模量⑴應力應變的關系：正比極限：O點到A

3、點一條直線，應力與應變成正比。彈性極限：A點到B點應力與應變不再成正比，但是將O點到B點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點則為彈性極限。斷裂點：⑵彈性模量彈性模量(elasticmodulus)：某一種材料的應力與應變的比值。①楊氏模量楊氏模量E：正應力σ與張應變ε的比值；②剪切模量（切變模量）剪切模量（切變模量）G：切應力τ與切應變γ的比值；③體變模量體變模量：體積形變中的壓力p與體應變?VV之比。3.物質的粘彈

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

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

6、略有增長；②具有良好的潤滑性能。復習題名詞概念1.彈性形變塑性形變2.應力張應力體應力剪應力3.應變張應變體應變剪應變4.應變率剪變率5.正比極限彈性極限斷裂點6.彈性模量揚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）：當粘性液體流速不太大時，液體將分層流動。層流具有如下特點：①分層流動，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層與層之間無質量交換。⑵粘滯性粘滯性：流體在流動過程中，內部是存在相對運

7、動形式的；在做相對運動的兩層流體之間的接觸面上，存在一對阻礙兩流體層相對運動的大小相等、方向相反的內摩擦力。流體的這種性質即為粘滯性。⑶速度梯度速度梯度：在垂直于流動方向上，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rv??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粘滯系數粘滯系數：上述中的比例系數η，簡稱粘度粘度；η是流體粘滯性的量度，在國際單位制中的單位是

8、Pas。⑹剪變率剪變率：剪應變γ隨時間的變化率。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）流動曲線：4.泊肅葉流動⑴泊肅葉定律泊肅葉定律??LppRQ??8214??⑵流阻流阻Rf：48RLRf???5.雷諾數⑴湍流湍流：指當處于層流的流體速度增大到某一數值時，層流狀態(tài)就會被破壞，各液流層間流體粒子大量互相摻混，流動紊亂，甚至出現(xiàn)渦旋。⑵雷諾數雷諾數(

9、Reynold’snumber)Re：（沒有單位的純數）??rvRe?⑶層流和湍流的判別第二節(jié)血液的流變學性質1.血液的粘度⑴表觀粘度表觀粘度：流體的切應力與剪變率的比值。⑵相對粘度（比粘度）相對粘度（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)：一種對于剪變率和剪變時間均有依賴性的流變