2015-2016医学检验医用物理学期末复习题 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/25 17:19:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

4. 如图无限长直导线载有电流I, 旁边有一与之共面的长方形平面,长为a,宽为b,近边距电流I为c,求过此面的磁通量.

B?4. 解:

s?0I2?x

c?bc???B?ds?????0Iabln(1?)2?c

?0Iadx2?x

第九章 波动光学

重点:单缝和光栅衍射,光的偏振

1、 相关概念 2、 习题

9–14 一束平行的黄色光垂直入射每厘米有4250条刻纹的衍射光栅上,所成的二级像与原入射方向成30o角,求黄光的波长.

解:由光栅方程

(a?b)sin??k? 得

10?2?sin300(a?b)sin?4250????5.88?10?7m

k29–15 以平行白光垂直入射光栅常数为0.001 cm的光栅上,用焦距为200 cm的透镜把通过光栅的光线聚焦在屏上,已知紫光波长为400 nm,红光波长为750 nm,求第二级光谱中紫光与红光的距离.

解:根据光栅方程(a?b)sin??k?,设红光、紫光波长分别为?1和?2,它们在第二级谱线中的

衍射角分别为?1和?2,在屏上位置分别为x1和x2则:

2?22?1,,因?角很小,x?ftan??fsin?, ?1?sin?1??2?sin?2?a?ba?b故它们的距离为

?x?x1?x2?2f2?2.00(?1??2)?(750?400)?10?9?0.14m?14cm ?5a?b1.0?10?I0cos2?得:

29–17 两偏振器透射轴的夹角由60o转到45o时,透射光的强度将如何变化? 解:设入射光强为I0,根据马吕斯定律I12()I0cos60?I112???I2I0cos245?(1)222

所以

I2?2I1,即光的强度增加了一倍.

9–18 使自然光通过两个透射轴夹角为60o的偏振器时,透射光强为I1,在这两个偏振器之问再插入另一偏振器,它的透射轴与前后两个偏振器透射轴均成30o角,问此时透射光强I2是I1的多少倍?

解:设起偏器产生的偏振光强为I0,根据马吕斯定律,当两偏振器夹角为60°时,透射光强为

11I1?I0cos260??I0()2?I0, 即I0?4I1

24当中间插入另一个偏振器,且与前、后两偏振器均成30°,则有

I2?I0cos230?cos230??4I1(

3232)()?2.25I1 22

第十二章 激光及其医学应用

1. 激光的特性

2. 激光的发射原理

(1) 受激辐射是产生激光的重要基础

(2) 粒子数反转分布是产生激光的先决条件

(3) 光学谐振腔是产生激光的必要条件,起维持光振荡,实现光放大的作用 3. 医学上常用的激光器

第十三章 X射线及其医学应用

13–1 产生X射线的基本条件是什么?

答:产生X射线必须具备两个基本条件:①有高速运动的电子流;②有适当的障碍物来阻止电子的运动,将电子的动能转变为X射线的能量。

13–2 常用的X射线产生装置主要包括哪几部分?

答:目前常用的X射线产生装置,主要包括X射线管、降压变压器、升压变压器和整流电路四个部分。

13–3 X射线的基本性质有哪些?在医学上有哪些应用?

答:X射线光子的能量大,因此,除具有电磁波的共性外,还具备以下性质:(1)X射线的贯穿本领,是X射线医学影像学和X射线防护的基础;(2)荧光作用,是X射线透视的基础;(3)电离作用,可以利用这一性质进行X射线强度的测量;(4)光化学作用,是X射线摄影的基础;(5)生物效应,X射线放射治疗与防护的基础.

13–4 X射线与物质的相互作用主要有哪几种形式? 答:主要有光电效应、康普顿效应和电子对效应三种形式。 13–8 常规X射线透视和摄影的影像为什么是相反的?

答:如果同一束X射线照射在骨骼和肌肉上,骨骼比肌肉吸收X射线的能力强,透过骨骼的X射线比透过肌肉的少,在荧光屏上,骨骼的影像比肌肉的暗;而在胶片上,骨骼的影像比肌肉的白.

习题

13–1 设工作电压为200kV,电流为40mA,产生X射线效率为0.8%的某X射线管,连续工作1分钟,问靶上共产生多少热量?

解:X射线管连续工作1分钟所产生的能量为:

W?IUt?40?10?3?200?103?60?4.8?105(J)?480(kJ)

其中转化为热量的百分比为:

???1?0.8%?99.2%

所以,靶上共产生的热量为:

Q?W???480?99.2%?476.16(kJ)

答:连续工作1分钟,靶上共产生476.16kJ的热量。

13–3 用波长为0.04nm的X射线照射某晶体的晶面, 当掠射角一直减少到4.1°时才观察到布拉格反射,求该晶体的晶格常数.

解:根据布拉格方程:

2dsin??k?

及题意可知,??4.1?时k=1,所以,

d?k?1?0.04?(nm)?0.280(nm)

2sin?2sin4.1? 答:该晶体的晶格常数0.280nm。

13–4 对于某X射线, 铝和铅的线性衰减系数分别为132cm-1和2610 cm-1,要得到和1mm厚的铅板同样的衰减程度,问应该用多厚的铝板?

解:根据朗伯定律

I?I0e??L

铝和铅分别用角标1和2表示,对于同一束入射X射线有I01= I02;通过两种物质后,达到同样的衰减程度,则有I1= I2,即

I1?e??1L1?I2?e??2L2

由上式可得:

?1L1??2L2 ,

即:

L1??2L2?1?2610?1mm132?19.8mm

答:要得到和1mm厚的铅板同样的衰减程度,应该用19.8mm的铝板

第十四章 原子核物理学基础

思考题

14–4 在?衰变过程中,衰变能量为什么主要由?粒子带走? 14–7 在?衰变过程中,为什么子核的质量数和原子序数不变? 14–8 在Te、T、Tb分三者之间,是否一定有Te

14–9 用两种核素以相同的放射性活度作内照射治疗,它们的物理半衰期相同而生物半衰期不同,哪一种核素对人体的损伤大?为什么?

14–10 在放射系中,母核为A,子核为B,如果?A>>?B,能否达到某种放射平衡?

习题

14–1 如把原子核看成球形,原子核的半径R与核子数A1/3成正比,即R = R0 A1/3,R0=1.2×10-15m,试计算核物质单位体积内的核子数.

3解:A个核子的体积为,V?4πR3?4πR0A

33单位体积内的核子数为N?A?3?1.38?1044m?3

3V4πR014–5 在?+衰变时,放出一个正电子,该正电子和一个负电子发生湮灭后,产生一对能量相等的?光子,计算每个光子的能量,并说明为什么飞行方向相反?

解:湮灭前正负电子的总能量为E=2 mec2=1.637×10-13J=1.022 MeV

湮灭前动量很小可忽略,所以湮灭后,必须产生一对飞行方向相反的光子,才能满足动量守恒

每个光子的能量为E/2=0.511 MeV=511 keV

14–8 实验中分离出1.0mg的226Ra,测得其放射性活度为0.989mCi,求半衰期. 解:1.0mg的226Ra含有核素数目N?mNA?2.66?1018

M根据A??N?ln2N可得T?ln2N,A=0.989mCi=3.66×107Bq,算出T=5.05×1010 s=1600 a

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