一、课程简介
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用和转化规律的学科。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是自然科学和工程技术的基础。
物理学是高等学校生工专业学生的一门重要的必修基础课。物理学的知识是了解生命现象不可缺少的基础；物理学的基础知识是构成学生科学素养的重要组成部分，更是一个科技工作者所必备的。
物理学课程的主要任务是为学生打好必要的物理基础，培养学生科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观；培养学生的探索、创新精神；培养学生的科学思维能力，掌握科学方法。通过实验使学生获得物理实验方法和基本技能的训练，培养学生进行科学研究工作的能力和良好的工作作风。
通过物理学的教学，应使学生对物理学的基本概念、基本理论、基本方法有比较全面和系统的了解，为进一步学习打下基础。在教学的各个环节，必须坚持辩证唯物主义观点指导教学，重视培养学生分析问题、解决问题的能力和良好的工作作风，努力实现知识、能力、素质的协调发展。
本课程于第一学期开设，为必修考试课。总学时数为54学时，其中理论30学时，实验24学时，学分2.0。
二、课程目标
（一）基本知识
1.掌握流体运动、振动、波动的描述特点、研究方法及基本规律，熟悉湍流、声压、声强、声强级、表面张力、表面能、球形液面的附加压强等概念。了解声波、超声波的性质及其在医学上的应用及表面活性物质在呼吸过程中的作用。
2.掌握描述静电场、直流电、稳恒磁场特点的基本概念，基础公式和基本规律，学习场的概念及场的研究方法，了解生物膜电位、电容器充放电过程、心电的形成、磁场对电流的作用、电磁波和生物磁现象。
3.掌握双缝干涉、单缝衍射、衍射光栅、光的偏振、单球面折射、薄透镜的成像规律。理解圆孔衍射、半波损失、薄膜干涉、二向色性、透镜的像差，眼的光学系统及常用医学光学仪器。熟悉放大镜、显微镜的放大率，分辨本领，共轴球面系统的三对基点。
4.掌握基尔霍夫辐射定律、黑体辐射、普朗克量子假设和光量子概念。了解红外线、紫外线、光电效应、康普顿散射、德布罗意波。
5.了解X射线的基本性质、X射线的吸收规律，熟悉X射线的强度和硬度。了解X射线的发生、X射线与物质的相互作用及X射线在医学上的应用。
（二）基本技能
初步掌握误差理论，有效数字的概念及运算法则，实验数据的处理。掌握长度、时间、电流、电压、温度、粘滞系数、光波波长等物理量的基本测量方法。熟悉：游标卡尺、螺旋测微器、秒表、温度计、万用电表、示波器、A型超声诊断仪、心电图机、分光计、听觉实验仪等仪器的一般原理及使用方法。初步掌握数码显微摄影技术。
（三）基本素质
培养拥护党的路线、方针、政策，有理想、有道德、有文化、有纪律的一代新人；培养学生具有严谨的、实事求是的科学作风。培养学生独力获取知识、分析问题、解决问题和科学思维的能力。
三、学时分配
单 元 |
学 时 |
理 论 |
实 验 |
绪论 |
2 |
3 |
第一单元 流体的运动 |
4 |
3 |
第二单元 振动 |
4 |
|
第三单元 波动 |
2 |
3 |
第四单元 液体的表面现象 |
2 |
|
第五单元 静电场 |
|
3 |
第六单元 直流电 |
2 |
3 |
第七单元 电磁现象 |
|
|
第八单元 波动光学 |
4 |
3 |
第九单元 几何光学 |
4 |
3 |
第十单元 量子力学基础 |
2 |
|
第十一单元 X射线 |
2 |
|
第十二单元 原子核和放射性* |
2 |
|
第十三单元 力学基础知识* |
|
3 |
合计 |
30 |
24 |
【注】加*号部分为选讲内容，其参考学时数未计入总学时中。
四、理论教学目标与内容
绪 论
目标
了解物理学的研究对象和物理学与医学的关系。
内容
一般介绍物理学的研究对象、物理学与生命科学的关系、物理学的研究方法和科学思维。
第一单元 流体的运动
目标
1.掌握：①连续性方程、柏努利方程的导出过程并说明两方程式的适用条件；
②用能量观点解释柏努利方程并运用柏努利方程解决某些计算问题。
2.熟悉：①建立理想液体物理模型的原因；②实际液体的粘滞性、牛顿片流公式、
泊肃叶公式、斯托克斯公式的物理意义及适用条件。
3.了解雷诺数的用途以及血液粘度在医学上的意义。
内容
1.重点阐述：①理想流体、稳定流动；②连续性方程、柏努利方程的推导和应用。
2.详细讲解粘性流体的流动及粘性流体的运动规律。
3.一般介绍血液在循环系统中的流动、心脏做功、血压。
第二单元 振动
目标
1.掌握：①简谐振动的概念、描述简谐振动的方程式及式中各量的物理意义。
2.熟悉：②两个同方向、同频率的谐振动合成的特点及其规律。
3.了解：①谐振动能量的特点和规律；②阻尼振动、受迫振动与共振现象。
内容
1.重点阐述：①简谐振动、简谐振动方程；②简谐振动特征量和能量。
2.详细讲解简谐振动的合成。
3.一般介绍阻尼振动、受迫振动与共振。
第三单元 波动
目标
1.掌握：①平面简谐波的概念、平面简谐波的波动方程式及式中各项的物理意义；
②波的干涉条件及规律；
2.熟悉：①波的能量及能流密度表达式；②声强级、响度级的概念；③多普勒效
应、声强反射系数。
3.了解：①等响曲线的特点及其与频率、声强级的关系；②超声波的产生、性质
及超声在医学上的应用。
内容
1.重点阐述：①波的产生与传播、②波动方程。
2.详细讲解：②波的能量与波的强度；②惠更斯原理、波的干涉；③声波的物理
性质、声压和声强、声强级和响度级。
3.一般介绍：①多普勒效应；②超声波的产生、性质及其在医学上的应用。
第四单元 液体表面现象
目标
1.掌握表面张力、表面能的概念以及表面张力系数的物理意义。
2.熟悉：①球形液面附加压强；②毛细现象和气体栓塞现象。
3.了解：表面活性物质对表面张力系数的影响、肺表面活性物质在人体呼吸过程中的作用。
内容
1.重点阐述表面张力和表面能。
2.详细讲解球形液面的附加压强。
3.一般介绍：①毛细现象和气体栓塞；②表面活性物质和表面吸附。
第五单元 静电场
目标
1.掌握电场强度、电势和电势差的意义和计算方法。
2.熟悉：①场强迭加原理、高斯定理及其应用；②静电场力做功的特点和环路定理的意义、场强与电势的关系；③介质极化的微观机制，认识电场的物质性。
3.了解电偶极子电势的分布规律及心电形成。
内容
1.重点阐述：①电场和电场强度；②场强叠加原理。
2.详细讲解：①高斯定理及其应用；②电势，电势叠加原理、电场强度与电势的关系。
3.一般介绍：①电偶极子、电偶层、静电场中的电介质；②心电知识。
第六单元 直流电
目标
1.掌握：①电流密度概念、电流密度与载流子迁移速度的关系；②欧姆定律微分形式的物理意义。
2.熟悉：①基尔霍夫定律；②应用基尔霍夫定律解决常用电路的计算问题。
3.了解：①电容器充放电规律及其特点，并指出时间常数的物理意义；②膜电位和神经传导。
内容
1.重点阐述：①电流密度和欧姆定律、②电源电动势、含源电路欧姆定律。
2.详细讲解：基尔霍夫定律及其应用；②电容器充放电过程。
3.一般介绍生物膜电位和神经传导。
第七单元 稳恒磁场
目标
1.掌握：①磁场及磁感应强度的概念；②毕奥一沙伐尔定理、安培环路定理的数学表达式及其物理意义。
2.熟悉：①磁场对运动电荷的作用力的大小和方向、洛伦兹力的特点；②磁矩的概念、磁场对载流线圈作用力矩的大小和方向。
3.了解：①三种磁介质的微观结构及特性；②磁场的生物效应。
内容
1.重点阐述：①磁场，磁感应强度；②毕奥一沙伐尔定律及其应用。
2.详细讲解：①安培环路定律；②磁场对电流的作用及磁矩、洛伦兹力。
3.一般介绍：①霍尔效应；②磁介质、生物磁现象。
第八单元 波动光学
目标
1.掌握：①双缝干涉、单缝衍射、光栅衍射的基本规律及其图样特点；②马吕斯定理的表达形式及其物理意义。
2.熟悉：①光的相干性、相干条件、光程及光程差；②自然光、偏振光、振动面、起偏器、检偏器等概念。
3.了解：①双折射现象、旋光现象；② o光、e光的特点。
内容
1.重点阐述：①光的干涉现象、扬氏双缝干涉；②相干光源、光程、半波损失。
2.详细讲解：①薄膜干涉、单缝衍射、园孔衍射和衍射光栅；②光的偏振、马吕斯定理。
3.一般介绍双折射现象、二向色性、旋光性。
第九单元 几何光学
目标
1.掌握：①单球面折射的成像公式并说明其符号规则及成立条件、薄透镜成像公式；②放大镜的角放大率、显微镜的放大率、分辨本领和数值孔径等概念。
2.熟悉：①共轴球面系统三对基点的特点及其作图方法；②眼睛的光学系统的特点、眼的分辨本领和视力；③眼的曲光不正及其矫正。
3.了解：①透镜的像差、散光眼的光学特点及其缺陷的补救；②检眼镜、纤镜的光学原理。
内容
1.重点阐述：①单球面折射、共轴球面系统；②薄透镜、透镜的像差。
2.详细讲解：①共轴球面系统的三对基点、眼的光学系统；②放大镜、角放大率、光学显微镜的放大率、分辨本领和孔径数。
3.一般介绍检眼镜、纤镜。
第十单元 量子力学基础
目标
1.掌握：①基尔霍夫辐射定律、黑体辐射实验曲线的特点；②斯蒂芬一玻尔兹曼定律、维恩位移定律的内容及适用条件。
2.熟悉：①热辐射、单色辐射度、总辐射度、单色吸收率、总吸收率、绝对黑体等概念；②普朗克量子假设的内容、光电效应、康普顿散射的实验规律及光的波粒二象性。
3.了解：①德布罗意公式的物理意义；②初步了解电子显微镜的基本原理。
内容
1.重点阐述：①普朗克能量量子化假设；②光电效应及实验规律、爱因斯坦光子假设、康普顿效应。
2.详细讲解：①黑体辐射、基尔霍夫辐射定律；②光子的质量和动量、物质的波动性，德布罗意物质波假设。
3.一般介绍：①电子显微镜；②不确定关系式。
第十一单元 X射线
目标
1.掌握：①X射线的产生和一般性质；②物质对X射线的吸收规律。
2.熟悉：①X射线的强度、硬度；②X射线的吸收系数、半价层等概念、
3.了解：①X射线谱产生的机制及特点；②X射线在医学上的应用及X射线的防护。
内容
1.重点阐述：①X射线的发生、X射线的基本性质；②X射线的吸收规律。
2.详细讲解X射线的强度和硬度。
3.一般介绍：①X射线谱；②X射线的医疗应用。
第十二单元 原子核和放射性*
目标
1.掌握：①核衰变的类型、特点和规律；②原子核的放射性、放射性活度和半衰期。
2.熟悉核的结构特点、核的稳定性、核力、结合能等概念。
3.了解放射性核素在医学上的应用及常见射线的特点及防护方法。
内容
1.重点阐述：①原子核的基本性质；②原子核的衰变类型、原子核的衰变规律。
2.详细讲解：①射线与物质的相互作用；②辐射剂量与防护及测量原理。
3.一般介绍放射性核素在医学上的应用。
第十三单元 力学基础知识*
目标
1.掌握：①描述质点运动的基本物理量和质点运动的基本规律；②功和能、动量和冲量的概念。③描述刚体运动的基本物理量和刚体定轴转动定律。
2.熟悉：①能量守恒定律和动量守恒定律的意义和应用；②熟悉角动量的概念和角动量守恒定律。
3.了解旋进及其应用。
内容
1.重点阐述刚体的定轴转动定律。
2.详细讲解角动量和角动量守恒定律、
3.一般介绍：①质点的位移、速度和加速度；②功和能 能量守恒定律、功能原理 能量守恒定律；③旋进。
五、实验教学目标与内容
物理实验以实验室实践教学为主，同时辅以少量课堂理论教学。每个实验项目3学时。具体内容如下，可根据情况选取8个实验项目。
绪 论
目标
了解医用物理实验课的基本要求和学习方法；熟悉误差的定义，分类和评价方法。了解误差的来源和消除方法。掌握直接测量和间接测量误差的估计与计算；掌握有效数字的概念、意义及运算法则。
内容
测量误差与不确定度的基本概念，用不确定度对直接测量与间接测量的结果进行评估。有效数字的基本概念及运算规则。实验数据的记录与处理。
实验一 基本测量
目标
熟悉游标卡尺的工作原理及正确的使用方法，掌握游标卡尺测量小球的直径，并计算小球体积的绝对误差和相对误差；掌握螺旋测微器的工作原理及正确的使用，较准方法，了解使用螺旋测微器应注意的问题。
内容
游标卡尺的构造和游标原理，游标卡尺的使用方法。螺旋测微器的工作原理，螺旋测微器的使用方法。测定金属圆筒的内径、外径和深度。测定小球的直径，计算小球体积。用标准表达式表示测量结果。
实验二 万用电表的使用
目标
了解万用电表的设计原理。基本掌握万用电表的使用方法。熟悉用万用电表测量电阻，交、直流电压、直流电流的操作方法和步骤。
内容
万用电表的设计原理、读数方法。测量线路板上给定电路的电流、电压和电阻值。
实验三 液体粘滞系数的测量
目标
掌握用比较法测定液体粘滞系数的原理，熟悉用奥氏粘度计测量液体粘滞系数的步骤；正确使用秒表、温度计、注射器；写出待测液体的粘滞系数的绝对误差、相对误差的公式及待测液体的粘滞系数的标准表达式。
内容
实验原理与仪器描述。测量给定液体——酒精的粘滞系数，并计算酒精粘滞系数的相对误差、绝对误差，用标准表达式表示测量结果。
实验四 光波波长的测量
目标
了解分光计的基本结构和分光计的调节方法。基本掌握用分光计和衍射光栅测定光波波长的方法和步骤、能够利用弧游标从读数盘上正确读出角度值。并运用光栅方程计算光波波长。
内容
分光计的基本结构和调节方法。弧游标的正确读数方法。用分光计和衍射光栅测定钠光波长并计算百分偏差。
实验五 示波器的使用
目标
熟悉示波器的基本结构及工作原理，基本掌握示波器的调整和使用方法；学会运用示波器观察输入信号波形，测量其电压幅值和频率。
内容
示波器的基本结构及工作原理，示波器的调整和使用方法。测量给定直流电源的电压、交流信号的峰值电压，周期和频率。并画出波形图。
实验六 用超声波探测物质的厚度
目标
基本掌握A型超声诊断仪的使用方法及其工作原理。学会使用A型超声诊断仪测量物体的厚度。*观察正常人脑部回声图，辨别头脑入波，头脑出波及脑中线的位置。
内容
用A型超声诊断仪测量有机玻璃园柱体的高度及水槽水深；*观察正常人脑部回声图，辨别头脑入波，头脑出波及脑中线的位置。
实验七 心电图机技术指标的测定
目标
了解心电图机的结构及主要技术指标；基本掌握心电图机主要技术指标的测定方法，利用笔迹图分析仪器各技术指标是否符合要求。
内容
测定心电图机的增益、阻尼、噪声和漂移、记录速度、放大器的对称性、时间常数等技术指标，对心电图机的性能作出结论。
实验八 显微摄影
目标
熟悉数码显微摄影的基本原理，基本掌握数码显微摄影的操作方法。了解Photoshop软件。
内容
调节显微镜，调节数码相机，拍摄图像并导入计算机，分析照片质量优劣，并找出造成照片缺陷的原因，制定改进措施。
实验九 人耳听阈曲线的测定
目标
了解听觉实验仪的构造原理及人耳听阈曲线的基本原理，掌握听觉实验仪的使用方法。熟悉人耳听阈曲线的测试方法。
内容
熟悉仪器面板各键功能，接通电源并连接耳机。测量的给定频率下被试者耳朵的听阈值，绘制听阈曲线。
实验十 液体表面张力系数的测量
目标
了解硅压阻式力敏传感器张力测定仪的构造原理和使用方法，掌握拉脱法测定液体表面张力系数的方法。
内容
硅压阻式力敏传感器张力测定仪的构造和原理，用拉脱法测水的表面张力系数，记录并处理实验数据，计算测量结果的百分偏差。
实验十一 霍耳效应
目标
了解霍耳效应现象及其应用，掌握用霍耳效应测磁场的方法。
内容
利用直流和交流两种方法分别测量霍耳元件的霍耳电压，计算磁场强度并绘制霍耳电压与电流强度的变化曲线。
实验十二 电偶极子电场描绘
目标
掌握用模拟法测量不可测量物理量的方法，了解模拟法的使用条件。
内容
实验原理、固定电极，连接电路、测量等势点，画出电偶极子电场的电力线和等势线。
实验十三 干涉法测微小量
目标
了解光的干涉现象的应用，熟悉利用光的干涉现象测量微小量的方法，学会利用干涉原理检验光学元件几何特征。
内容
几种利用光的干涉现象测量微小量的基本方法和原理。用牛顿环测平面透镜的曲率半径，用劈尖干涉测细丝直径，检查玻璃表面面形并做定性分析。
实验十四 利用麦克尔逊干涉仪测光波波长
目标
了解麦克尔逊干涉仪的原理、结构和调节方法，观察非定阈干涉条纹，测量氦氖激光的波长，增强对条纹可见度和时间相干性的认识。
内容
仪器的结构和原理。观察非定阈干涉条纹，测量氦氖激光的波长。测量钠光波长及钠光双线波长差，观察条纹可见度变化。测量钠光相干长度，观察氦氖激光的相干情况。
实验十五 声速的测量
目标
熟悉驻波法和相位法测声速的原理；了解压电传感器的原理及应用。
内容
实验仪器构造和调节方法。用驻波法和相位法测量声速和波长，用逐差法处理实验数据。将测量值与计算值进行比较，讨论实验结果
实验十六 用力敏传感器测量物体的密度
目标
熟悉压硅压式力敏传感器的构造原理及使用方法，掌握用流体静力称衡法测量不规则物体的密度和液体密度的方法。
内容
硅压阻式力敏传感器的定标，固体密度的测量，液体密度的测量，记录并处理实验数据。
六、 措施和评价
（一）措施
1.以教学目标的要求和教学大纲来指导教学的各个环节（包括备课、授课、实验、考试等），教师应根据教学目标的要求进行教学活动。
2.适当组织课堂讨论，逐步开展专题讲座，充分应用计算机多媒体教学手段，以利于开拓学生的视野，激发学生的学习兴趣。
3.利用学习通平台进行物理学微课教学，尝试PBL、PI（同伴）教学法、翻转课堂颠倒教室等先进教学手段。
4.加强课外辅导，指定参考资料，注意培养同学的自学能力、独立思考和独立解决问题的能力及科学思维能力。
5.定期召开学生座谈会，师生交流教学信息，根据反馈情况，进一步改进教学工作，努力提高教学质量。
（二）评价
1.授课质量评价按教务处制定的“教师教学质量评价表”，由专家、同行、学生和教研室予以评定。
2.学生成绩评价依据教学大纲和理论课考试权值分配进行期末理论考试；期末实验考核以操作为主，结合问卷，并参考平时实验操作和实验报告，进行综合评价。学科满分100分，理论成绩和实验成绩分别占70％、30％。
修订 刘东华
