医学物理学习题解答(第3版).doc 30页

'《医学物理学（第3版）》习题解答2009.10-30- 部分题解第一章人体力学的基本知识1-1．（1）20r/s；（2）66r；（3）62.8m/s；（4）7.9×103m/s21-2．70208r/min;1-3．1.04kg∙m21-4．(1)mr2/4；（2）5mr2/41-5．（1）-3.14rad/s2；625r；（2）78.5rad/s；（3）39.3m/s；-1.57m/s2；3089m/s21-6．-63.15N∙m1-7．（1）ω=ω0/2；（2）Ek=J0ω20/41-8．0.496rad/s1-9．mr2/21－10．解：已知密质骨横截面积（1）（2）1-11．2×104N/m2；4×105N/m21－12．解：已知立方体边长-30- 1-13．0.8×10-3m31－14．解：已知所以，1-15．2.35×10-4m1－16．解：已知r/R=0.5,1-17．1.8×105N/m2第二章流体的运动2－2．解：已知；;水看作理想流体，由理想流体的连续性方程得由伯努利方程,又；，故小孔不会有水流出。2－3.解：已知；；；；-30- 由理想流体的连续性方程得（1）由水平管的伯努利方程得（2）由（1）、（2）式求解得；所以，t6.07（s）2－4.解：已知；；；；；（1）由连续性方程得由伯努利方程得;而且hA=hB，PB=PA+ρgh,所以，；；（2）由；得2－6.解：已知；；；，所以,液体作层流。2－7．解：已知；；；-30- 所以，2－8.解：已知；；；=；所以，2-9．8.72×10-4m3/s2－10．解：已知;2-11．10-5s第三章液体的表面现象3-1．解：设由n个小水滴融合成一个大水滴，释放出的能量为。n个小水滴的总表面积S1=，大水滴的表面积S2=4，利用n个小水滴的体积等于一个大水滴的体积，可求出n即-30- n×=所以n×=;个将个半径为2×mm小水滴融合成一个半径为2mm的大水滴时，其释放的能量等于表面能的减少，所以=J3-2解：由于肥皂泡非常薄，因此可忽略肥皂泡的厚度，取＝＝0.05m。因为肥皂泡有内外两个表面，所以肥皂泡增加的表面积。根据可得吹一个直径为10cm的肥皂泡，需要做的功J又因为增加表面能等于外力所做的功所以J根据拉普拉斯公式，可得球形液面的内外压强差由于肥皂泡有内外两个表面，所以其内外压强差(Pa)-30- 3-3．解：根据拉普拉斯公式，可得球形液面的内外压强差所以，当肺泡的半径为0.04mm时，它的内外压强差为(Pa)3-4．解：根据拉普拉斯公式可得球形液面的内外压强差因为气泡在水下面只有一个球形表面，所以气泡的内外压强差而所以,气泡内的压强＋即＝1.013×105＋×9.8×10＋(Pa)3=5．解：根据毛细现象的公式由于乙醇能完全润湿玻璃壁，所以接触角，故所以(N/m)-30- 3-6．解：根据毛细现象的公式由于水能完全润湿玻璃壁，所以接触角，故所以＝1.99×(m)＝1.99(cm)3-7．解：根据毛细现象的公式;由于水能完全润湿毛细管，所以接触角，因此水在毛细管中上升的高度为而管中水柱的高度(m)=5.3(cm)3-8．解：：根据毛细现象的公式-30- 由于水和丙酮能完全润湿毛细管，所以接触角，因此水和丙酮在毛细管上升的高度分别为①②②式除以①式可得所以(N/m)3-9．解：根据毛细现象的公式由于血液在毛细管产生完全润湿现象，所以接触角，故所以,血液表面张力系数(N/m)第四章振动和波动及超声波成像的物理原理-30- 4－2.解：已知；（1）由得；；；则；；（2）当时，则；(或)4－3.解：已知；时，刚好向x反向传播;,则-30- ，时则又由，得所以，振动方程为速度方程为；加速度方程为；4－4.解：（１）时，；即势能占总能量的25%，动能占总能量的75%。（２）时，；；　则4－5.解：已知；；；；方法一：（代数法）据题意有-30- 则合振动方程为方法二：（矢量法）已知：；；两振动垂直（a）用矢量合成法求得合振动A；（b）用正交投影分解法求得合振动A。（c）（d）4-6．+=1，逆时针;-30- 4－7.解：已知（1）；；；；；；波沿x负方向传播。（2）处，4-8．2cos[(4n+1)πt-πx-π]cm（n=0,1,2∙∙∙∙∙∙）4－9．解：已知；振动方程；（1）由波动方程得-30- 所以，又；能流密度最大值强度（平均能流密度）4－10．解：已知；；；以S1波源为0，S1S2连线为x轴，则又；当时（即时），相干相长（其中：）当时（即时），相干相消（其中）4-11．（1）-π；x=8cos200tcm；（2）-π;4-12．y=4cos(20πt-0.02πx-0.5π)cm;-30- 4－13．解：已知;波动方程（1）；；；；；（2）；其中；（3）;-30- 4-15．1.26；1.122；；3dB=10lg2dB;4-16．（1）1470次（2）1530次4-17．（1）1.0147×103Hz（2）1.0294×103Hz；29.4Hz4－18．解：已知；；；则第六章静电场与心电图的物理原理6－2.解：因为两点电荷的库仑力在它们的连线上.根据题意，第一个电荷必然放在q和4q之间，因此,它必为负电荷。设它距q为r，电量为-q’,q与4q由库仑定理有;又q受到-q’的作用力因q受二力平衡，则有;即又因为4q受到q’的作用力因4q也受到二力平衡，则有;即所以,联立求解可得；-30- 6－3.解：（法一）垂线处;A处Q在0处产生的场强向下;C处Q在0处产生的场强均为方向如图.由场强叠加原理得此处场强为0，即A、B、C处电荷在0处的电势均为；由电势叠加原理，总电势（法二）;6－8.解：当（即I区内）取高斯面有;当时（即II区内），取高斯面有-30- 当时，取高斯面有,E的方向由球心沿半径向外.6-9．E1=0(0Z1和Z2,所以,可以看清。13．一显微镜物镜的焦距为0.3cm，物镜直径为0.8cm．如用油浸物镜，所用油的折射率为1.5，求显微镜的孔径数。当用波长为400nm的光波照射时，求显微镜能分辨的最短距离。解：第十一章原子核物理学和核医学成像的物理原理11-14.85×10-2d-1，20.6d，21.12GBq11-23.11mCi11-30.71mL，32d11-41.03×10-12g11-5一定量的经过1.5T1/2后放射性活度为原来的多少倍？-30- 11-68d11-70.511MeV11-8同样是3×107Bq的两种不同射线，它们的射线强度、贯穿本领、射程、放射性活度是否相同？第十二章光谱与激光在医学中的应用12—1．原子光谱和分子光谱各有什么特点？答：原子光谱是由原子电子受到激发由较高能级跃迁到较低能级时发射的，它包括光学光谱和标识伦琴射线谱。原子光谱的表现特征为线状光谱；分子光谱决定于分子内部的复杂结构，其光谱比原子光谱复杂.分子光谱的表现特征将根据分子内部结构和内部运动有组、带、线的光谱特点。12—2．激光的特点是什么？产生激光的条件是什么？答：激光的特点主要有：方向性好；强度大；单色性好；相干性好。产生激光的条件是(1)粒子数反转(受激辐射);（2）谐振腔的光放大.12—3．如果在激光的工作物质中，只有基态和另一激发态，问能否实现粒子数反转。答：不能。把处于基态的原子大量激发到亚稳态上，处于高能级亚稳态的原子数大大超过处于低能级的原子数，这种状态叫做粒子数反转。而题目中只存在一个激发态，不能形成定义里原子数超过的状态，因此，不能实现粒子数的反转。12-4．3.3×10-47kg•m2；0.14nm12-5．476nm；589nm第十三章X射线成像的物理原理13—4．解：已知λmin=0.5m;-30- 13—5．解：已知U=50kV,（1）（2）13—6．解：已知U=105V，则Ue=;13—7．解：已知U=200kV,I=300mA,效率为1%，则：13-8．3.14×10-10m13-9．约10个13-10．0.143cm-1；93.1%；48.9%13—11．解：已知-30-'