医用物理学实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:洪洋

出品人:

页数:151 页

译者:

出版时间:2005年08月

价格:15.0

装帧:平装

isbn号码:9787030157140

丛书系列:

图书标签:

• 教科书
• 医用物理学
• 医学物理
• 物理实验
• 医学影像
• 放射物理
• 剂量学
• 实验教学
• 医疗器械
• 生物物理
• 核医学

《现代工程材料学导论》 内容简介 本书旨在为工程、材料科学、机械、土木、航空航天等相关专业的本科生和研究生提供一个全面、深入且兼具实践性的现代工程材料学基础知识体系。我们深知，在当今技术飞速发展的时代，新材料的研发与应用是推动工程技术进步的核心驱动力。因此，本书摒弃了传统材料学教材中过于侧重基础化学和晶体结构理论的冗长叙述，而是聚焦于材料的宏观性能、微观结构与其应用之间的内在联系，强调材料设计、选择与失效分析在现代工程实践中的关键作用。 全书结构严谨，逻辑清晰，内容涵盖了金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料四大类工程中最常用和最具潜力的材料体系。我们力求以最前沿的视角，审视这些材料在极端环境（如高温、高压、强辐射或生物兼容性要求）下的表现规律。 第一部分：材料科学基础与性能表征 本部分首先回顾了材料科学的基本原理，但重点放在了如何利用这些原理来理解和预测宏观性能。我们详细介绍了晶体结构、晶界、点缺陷和位错等微观结构特征如何直接影响材料的力学行为。 晶体结构与缺陷工程： 深入探讨了体心立方、面心立方以及六方密堆积结构对塑性、韧性及强度门槛的决定性影响。重点分析了如何通过控制晶粒尺寸（例如，通过纳米化技术）和引入特定缺陷（如析出相或位错塞积）来实现材料性能的梯度设计。 热力学与相图的工程应用： 侧重于相图在合金设计和热处理工艺优化中的指导作用。讨论了非平衡态热力学在快速凝固技术（如雾化法）中的应用，以及相变动力学如何决定最终材料的微观结构和力学性能。 材料性能的实验表征： 详细阐述了现代材料分析技术，包括但不限于X射线衍射（XRD）用于物相分析和残余应力测定、扫描电子显微镜（SEM）与透射电子显微镜（TEM）用于微观形貌与晶体学观察、原子力显微镜（AFM）用于表面形貌与力学性能的微区测量。同时，对动态力学分析（DMA）和热重分析（TGA）等热分析技术在聚合物和复合材料研究中的应用进行了详尽的图解说明。 第二部分：金属材料的结构、性能与应用 金属是现代工程的基石。本部分深入剖析了传统结构钢、不锈钢、特种合金以及先进轻质合金的性能特点和制造工艺。 钢铁材料的进化与定制： 详细解析了碳钢、低合金钢、高强度低合金钢（HSLA）以及马氏体、贝氏体、奥氏体等不同组织状态对性能的贡献。尤其关注了先进高强钢（AHSS）如双相钢（DP）和相变诱导塑性钢（TRIP）在汽车轻量化中的应用机制，包括其独特的拉伸-屈服平台和加工硬化行为。 有色金属的突破： 重点介绍了铝合金、钛合金和镁合金在航空航天和精密制造中的地位。对于钛合金，讨论了其在相变过程中的α+β结构控制对疲劳寿命和耐腐蚀性的影响；对于铝锂合金，则强调了其低密度和高比模量如何突破传统限制。 高温合金与蠕变： 深入研究了镍基、钴基高温合金中γ/γ'共晶结构在涡轮叶片等关键部件中的作用。详细分析了蠕变（Creep）的物理机制（如Nabarro-Herring蠕变和分数位错运动），以及如何通过引入高密度、耐高温的析出相来提高材料的长期服役可靠性。 第三部分：高分子材料的化学与力学 高分子材料因其轻质、易加工和可调谐的特性，在电子、医疗和包装等领域占据了不可替代的地位。本章从分子链结构入手，连接到宏观的粘弹性行为。 分子结构与聚合反应： 区分了加成聚合与缩聚反应的特点。详细阐述了分子量、分子量分布、支化度以及链间相互作用（如氢键和范德华力）如何决定聚合物的熔点、玻璃化转变温度（Tg）和溶解性。 粘弹性行为与时间-温度等效原理： 这是理解聚合物力学行为的核心。通过引入Fox方程和Williams-Landel-Ferry (WLF) 方程，解释了聚合物响应如何依赖于加载速率和温度。书中通过大量实例演示了如何利用时间-温度等效原理来预测材料在不同服役周期下的长期性能。 工程塑料与弹性体： 对聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚（PPS）、聚醚醚酮（PEEK）等高性能工程塑料的结构-性能关系进行了深入分析。同时，对橡胶材料的硫化过程、网络密度与弹性模量之间的关系进行了详尽论述。 第四部分：陶瓷与复合材料的前沿技术 随着对极端性能需求的增加，陶瓷材料和先进复合材料正成为解决工程难题的关键。 工程陶瓷的韧化策略： 讨论了氧化铝、碳化硅、氮化硅等结构陶瓷的优异耐磨性、耐高温性和电绝缘性。特别侧重于介绍如何通过引入第二相颗粒（如Y-TZP的转变增韧机制）来克服传统陶瓷脆性大的致命弱点。 先进复合材料的界面控制： 复合材料的核心在于界面。本书深入探讨了纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂，CFRP）的失效模式，包括基体开裂、纤维拔出和界面脱粘。详细阐述了如何通过表面改性技术（如等离子处理或偶联剂）来优化纤维与基体之间的粘结强度，从而最大化材料的整体性能。 智能与功能性材料初探： 简要介绍了形状记忆合金（SMA）和压电陶瓷等一类兼具结构和功能特性的材料在传感器、执行器和自修复系统中的新兴应用。 本书特色 1. 案例驱动教学： 每章节均附有来自航空发动机叶片、深海管道、生物植入物和高压容器等真实工程背景的“材料选择与失效分析”案例，帮助读者将理论知识直接应用于实际问题。 2. 计算模拟导向： 介绍了有限元分析（FEA）中材料本构模型（如弹塑性模型、损伤模型）的建立思路，使读者能更好地与计算材料学和CAE工程师进行有效沟通。 3. 前沿视野： 及时纳入了增材制造（3D打印）对材料微观结构和性能带来的颠覆性影响，探讨了选区激光熔化（SLM）过程中材料的快速凝固和残余应力控制问题。 本书内容深度适中，既能为初学者打下坚实的理论基础，也能为高年级学生和研究人员提供深入思考和进一步研究的指引。它将是工程师和科研人员工具箱中不可或缺的参考书。

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从一个纯粹的、侧重临床技能培养的角度来看，这本《医用物理学实验》的学习曲线是陡峭的，它要求学生付出远超预期的认知努力。这本书的难点不在于它提供了多少现成的“配方”，而在于它构建了一个完整的“物理思维框架”。比如，在讨论生物医学仪器中常用的传感器时，它不会仅仅停留在介绍热电偶或光敏电阻的工作原理，而是会深入讲解半导体材料的能带结构、费米能级以及如何通过掺杂来优化其电学和热学响应特性。这种对材料科学和固体物理的引入，对于一个主修临床医学的学生来说，无疑是巨大的挑战。但反过来看，正是因为这种深度，它为我们未来的职业生涯打下了一个坚实的基础。当我们未来需要评估一台新的影像设备或治疗仪器的技术指标时，我们不会被厂商的宣传词所迷惑，而是能从物理本质上判断其性能的优劣和局限性。这本书带来的不是知识点的积累，而是一种深入钻研、追求事物根本规律的科学素养，即便过程痛苦，但收获的是一种受用终身的洞察力。

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对于我这个动手能力相对较弱的学生来说，这本书的实验部分简直是一场智力上的马拉松。我记得在进行“电生理信号采集与分析”的实验时，书中详细描述了如何搭建一个简易的生物电放大电路，并要求我们不仅要采集到合格的心电图（ECG）波形，还要对采集到的信号进行傅里叶变换，以分析其高频噪声成分。我原以为拿到仪器接上导联就行了，结果发现，如果滤波器设置不对，得到的波形充斥着工频干扰，完全无法用于分析。书中专门用了一章的篇幅来解释放大器中的共模抑制比（CMRR）的概念，以及为什么在生物医学应用中这个参数至关重要。这已经超越了基础物理实验的范畴，直接深入到了电子工程的核心。更让我印象深刻的是，实验指导中多次强调了“误差分析”的重要性，它不是简单地计算标准差，而是要求我们追溯误差的来源——是仪器本身的漂移？是环境电磁场的干扰？还是电极与皮肤接触不良导致的界面极化效应？这种对细节的极致追求，让我对实验科学产生了全新的敬畏感，也明白了一个合格的医疗技术人员，必须对所有可能影响测量的因素了如指掌。

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这本《医用物理学实验》的教材，实在让我这个医学院新生感到有些措手不及。说实话，当初选课的时候，我对“物理学”这个词是抱有一种敬畏之心的，毕竟我的专业方向是临床医学，直觉上觉得物理和我的日常工作关联不大。然而，真正翻开这本书，才发现事情远比我想象的复杂和深入。比如，关于电磁场在生物体内的相互作用那几章，描述得极其详尽，从基础的麦克斯韦方程组到实际应用中的核磁共振（MRI）成像原理，每一步推导都非常严谨。我记得有一次为了弄懂一个关于射频脉冲在组织中穿透深度的计算模型，我查阅了好几本高年级同学推荐的《电磁学原理》补充教材，但即便是那些更专业的书，讲解的深度和与医学影像的结合度，也比不上这本书里的某个小节。实验指导部分更是让人头疼，它要求我们不仅仅是操作仪器，还要理解背后的物理机制，比如超声波在不同组织界面上的反射和折射系数是如何影响诊断图像的质量的，这需要我们对声学理论有扎实的掌握。感觉这本书像是架设了一座通往高深物理殿堂的桥梁，但桥墩子却异常坚固，需要我们付出极大的努力才能攀登。它更像是一本为未来的医学物理学家准备的工具书，而非仅仅面向普通医学生的入门指南，这让我在初次接触时感到了强烈的知识密度冲击。

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这本书对“光学”和“生物成像”领域的阐述，是它最让我感到震撼的部分之一。我原以为光学实验无非就是透镜、棱镜那一套，但《医用物理学实验》直接将我们带到了更前沿的领域，比如共聚焦显微镜的工作原理和衍射极限对分辨率的影响。书中对瑞利判据的讲解，结合了真实的细胞图像案例，清晰地展示了为什么我们无法用普通的光学显微镜看到病毒的结构。更有趣的是，它还涉及到了一些偏振光学在检测组织结构中的应用，比如如何通过偏振光来分析胶原纤维的排列方向，这在病理学诊断中有着实际的意义。我曾对着书中关于“点扩散函数”（PSF）的章节看了好几遍，试图理解为什么一个理想的点光源在成像系统中会被“模糊”成一个特定的形状。这种对成像质量底层物理的剖析，让我对那些在新闻里看到的“超高分辨率医学影像”的产生过程有了更深刻的理解。它不再是魔术，而是严密的光学设计和数学处理的结果，这本书成功地将抽象的几何光学和波动光学，具象化为具体的医学诊断工具。

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这本书的排版和图示设计，坦白说，是比较老派的，透着一股浓浓的学术气息，但这种“老派”也带来了极高的信息承载效率。我特别欣赏它在介绍放射性同位素在体内示踪技术时所采用的图解方式。它没有过多依赖华丽的彩色渲染，而是用简洁的黑白示意图，配合精确的数学模型，清晰地展示了粒子衰变、剂量分布和有效半衰期的概念。例如，在讲解X射线在骨骼和软组织中的衰减差异时，作者引用了布格-朗伯特定律，并结合了光子能量谱的衰减曲线图，这种严谨性在其他任何学科的教材中都是罕见的。我曾试着在网上搜索类似的科普视频，但那些视频为了追求趣味性，往往会牺牲掉关键的物理细节，比如对“线性衰减系数”和“质量衰减系数”的区别处理得含糊不清。然而，这本教材里，即便是最晦涩的公式，作者也尽可能地附上了清晰的物理意义注释，这极大地帮助我理解，为什么在进行大剂量放疗时，剂量计算必须如此精确到小数点后几位，因为哪怕是微小的误差，都可能导致对周围正常组织的不可逆损伤。这本书的价值在于，它强迫你思考“为什么是这样”，而不是简单地告诉你“就这样用”。

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