医学影像物理学教学大纲(12版)

第一篇：医学影像物理学教学大纲(12版)

医学影像物理学教学大纲

一、课程简介 课程代码：

课程名称：医学影像物理学 学时： 80 理论/实验学时：60/20 课程属性：必修课

课程类型：专业基础课 先修课程：高等数学、医学物理学 开课学期：第4学期 适合专业：医学影像学

二、课程的性质、目的与任务 本课程为专业基础课。通过对本课程的学习，要求学生了解医学影像技术的发展历程和该领域的最新发展方向，掌握医学成像的主要方法和物理原理，以及医学图像质量保证和控制的物理原理，掌握相关的基础知识，为以后更深入地了解和有效使用医学影像设备，很好地控制医学图像的质量，正确利用医学图像进行诊断打下良好的基础。

三、教学内容和要求

（一）理论课 在各章节内容中，按“了解”、“熟悉”、“掌握”三个层次要求。“掌握”是指学生能根据不同情况对某些概念、原理、方法等在正确熟悉的基础上结合事例加以运用,能够进行分析和综合。“熟悉”是指学生能用自己的语言把学过的知识加以叙述、解释、归纳,并能把某一事实或概念分解为若干部分,指出它们之间的内在联系或与其它事物的相互关系。“了解”是指学生应能辨认的科学事实、概念、原则、术语,知道事物的分类,过程及变化倾向,包括必要的记忆。重、难点用下划线表示。

一、绪论

1、课程的主要内容、性质特点、学习目的、参考书目和学习网站。1

2、专业现状及发展前景。

3、医学影像的发展历程。X线成像、磁共振成像、超声成像、放射性核素成像。教学要求： 了解医学成像技术发展概况，使学生对本课程的学习目的、学习方法、课程性质和特点，以及学时安排等有一个比较全面的认识。

二、X射线物理

1、X射线的产生 X射线管、X射线产生的机制。

2、X射线辐射场的空间分布 X射线的强度、X射线的质与量、X射线强度的空间分布。

3、X射线与物质的相互作用 X射线与物质相互作用系数、X射线与物质相互作用的两种主要形式：光电

效应、康普顿效应，X射线的基本特性。

4、X射线在物质及人体中的衰减 单能X射线在物质中的衰减规律、连续X射线在物质中的衰减规律、X射线

的滤过和硬化、混合物和化合物的质量衰减系数、化合物的有效原子序数、X射

线在人体组织内的衰减。教学要求: 掌握: 掌握X射线产生的条件及机制，影响X射线强度的因素，X射线与物质相互作用的两种主要形式，X射线的衰减规律，X射线的滤过与硬化。熟悉: X射线管的焦点及焦点对X线成像质量的影响，X射线的基本特性，X射线量与质的概念，X射线强度的空间分布。了解: X线管的结构，阳极效应，混合物和化合物的质量衰减系数、化合物的有效原子序数。

三、X射线影像

1、模拟X射线影像（1）普通X射线摄影 投影X射线影像的形成、X射线透视、X射线摄影。

2（2）特殊X射线摄影 软X射线摄影、高千伏X射线摄影、X射线造影。

（3）X射线图像质量评价 评价医学影像质量的参数、影响医学影像质量的因素。

2、数字X线影像（1）数字图像基础 模拟图像与数字图像、数字图像的形成、数字图像处理的主要方法：对比度

增强法。（2）数字减影血管造影 DSA的物理基础、DSA的基本方法、DSA的影像质量（3）数字X射线摄影 CR、DR、数字X射线影像的主要技术优势。３、X射线计算机断层成像（1）X-CT的基础知识 断层、解剖断面、体素、像素的概念；扫描与投影；X-CT图像重建的数理

基础；CT值与灰度显示、窗口技术。（2）传统X-CT的扫描方式 单束平移-旋转方式；窄扇形束平移-旋转方式；宽扇形束旋转-旋转方式；宽扇形束静止-旋转方式；电子束扫描方式。（3）螺旋CT 单层螺旋CT；多层螺旋CT；双源螺旋CT。（4）X-CT图像的质量控制 图像的主要质量参数；X-CT图像的伪像。教学要求: 掌握: 掌握X射线影像形成的物理基础，X射线照片系统的工作原理、胶片的感光度、光密度、胶片特性曲线，软X射线摄影的原理，DSA的物理基础及造影方法、CR的物理原理及成像过程，扫描与投影概念、X-CT成像原理、窗口技术。熟悉: DR的工作原理，评价医学影像质量的基本参数，影响X射线影像质 3

量的因素及改善图像质量的措施，数字图像的形成及基本特点，CT图像的质量控制的主要参数。了解：X射线影像的优势及局限性，传统CT的扫描方式、螺旋CT，X-CT图像的伪影。

四、核磁共振物理

1、基本概念 磁矩、角动量、磁旋比。

2、静磁场中的磁性核 Zeeman效应、旋进、磁化强度矢量、自旋核数密度、影响磁化强度矢量的 因素。

3、磁共振现象 磁共振现象、射频电磁波的磁场矢量、射频电磁波对氢核系统的激励。

4、弛豫过程 弛豫及其规律、纵向弛豫、横向弛豫、弛豫时间常数的物理、生物特性、自 由感应衰减信号。

5、化学位移及磁共振谱 化学位移、磁共振谱分析、自由水及结合水。教学要求： 掌握：磁矩、磁旋比、磁化强度矢量、核磁共振现象、磁共振的本质及共振条件、θ 脉冲及自由感应衰减信号、弛豫时间常数T1与T2。熟悉：角动量、旋进、影响磁化强度矢量的因素，弛豫过程及规律。了解：弛豫时间常数的物理生物特性，化学位移及磁共振谱。

五、磁共振成像

1、磁共振信号及加权图像 自由感应衰减信号与加权图像、自旋回波信号与加权图像、反转恢复信号与 加权图像。

2、磁共振图像重建 梯度与梯度磁场、空间位置编码、二维傅里叶变换图像重建、K空间的定义、K空间的填充及性质。4

3、快速成像序列 快速自旋回波系列、梯度回波序列、回波平面成像序列、快速成像序列的应

用。

4、磁共振血管成像 流动现象、流动现象的补偿、时间飞越法血管成像、相位对比法血管成像。教学要求： 掌握：加权图像的概念、磁共振成像基本原理、磁共振信号的空间定位原理，自旋回波序列。熟悉：反转恢复序列、快速自旋回波序列、梯度回波序列、回波平面成像序列原理及图像特点，K空间的基本概念。了解：磁共振信号的获取与二维傅立叶变换图像重建的思想，快速成像序列的应用，磁共振血管成像。

六、核医学物理

1、原子核的基本性质 原子核的组成和质量、核素及分类、原子核的稳定性。

2、原子核衰变的类型 α衰变、β衰变、γ衰变。

3、原子核衰变规律 放射性衰变规律、核衰变有关的物理量、递次衰变、放射平衡、放射性计数

的统计规律。

4、原子核反应 核反应的一般概念、中子与中子核反应。

5、医用放射性核素的来源 反应堆、回旋加速器、放射性核素发生器。教学要求： 掌握: 核素及分类，放射性衰变规律，核衰变有关的物理量：半衰期、平均寿命、放射性活度。熟悉：描述核衰变的物理量之间的关系，放射平衡，医用放射性核素的来源。5 了解：原子核的组成及稳定性、原子核的三种衰变、递次衰变及放射性计数的统计规律、原子核反应。

七、核医学影像

1、概述 核医学影像的主要技术及特点、核素示踪技术、放射性制剂。

2、γ射线探测 γ射线能谱、闪烁计数器。

3、γ相机 γ相机成像原理、探头、位置信号与Z信号、幅度脉冲分析器。

4、发射型计算机断层成像（ECT）ECT成像的本质、单光子发射型计算机断层成像（SPECT）、正电子发射型 计算机断层成像（PET）。

教学要求： 掌握：核素示踪的基本根据、γ照相机的探头结构及工作原理、PET成像的物理基础及其符合探测原理。熟悉：核医学影像的技术特点、SPECT的成像原理及数据的衰减校正。了解：放射性制剂、γ射线探测、γ相机位置计算电路的工作原理、SPECT及PET的技术优势。

八、超声物理

1、超声波的基本性质 超声波的分类、声波、声压、声强与声阻抗。

2、超声波的发射与接收、超声场 压电效应、圆形单晶片声源的超声场、声束的聚焦。

3、超声波在介质中的传播特性 反射与折射、衍射与散射、声波在介质中的衰减规律、声束通过介质薄层的特征。

4、多普勒效应 多普勒频移、利用多普勒效应测量血流速度。

教学要求： 6

掌握：超声波的基本性质、超声在介质中的传播特点及介质对超声传播的影响、熟悉：多普勒效应及频移信号的采集、超声场及声束聚焦。了解：压电效应。

九、超声成像

1、超声回波所携带的信息 反射和散射回波、超声成像的三个物理假定。

2、A超与M超 A超原理、M超原理。

3、B超 B超原理、电子扫描、B超图像及质量评价。

4、频谱多谱勒 脉冲多普勒、连续多普勒、频谱分析与显示。

5、彩色多普勒血流成像 彩色多普照勒血流成像原理、信号输出的显示方式、彩色多普勒血流显像特

点。教学要求： 掌握：超声成像的基本方法、超声反射回波和散射回波所携带的信息特征、B超原理、多普勒成像及彩超的基本原理 熟悉：超声图像的质量评价方法、M超原理、脉冲多普勒技术和频谱分析方法。了解：谐波成像原理及技术的应用、自相关技术基本原理及应用。

（二）实验课 医学影像物理学实验的任务是让学生结合医学影像物理学理论知识，了解医学影像技术的原理，掌握部分设备的初级应用技能，为进一步熟悉医学仪器原理提供物理和医学依据。要求学生掌握现代医学仪器的一些物理原理和工作方法。

1、模拟X射线成像见习

2、X射线图像质量控制见习

3、数字X射线成像见习 7

4、X-CT成像与应用见习

5、磁共振成像与应用见习

6、放射性核素显像见习

7、超声成像与应用见习

四、学时分配 实验、见内 容 讲授 讨论 示教 其它 小计习绪论 2 X射线物理 7 X射线影像 18 磁共振物理 6 磁共振成像 12 核医学物理 3 核医学影像 3 超声物理 3 超声成像 6 模拟X射线成像见习3 X射线图像质量控制见习2 数字X射线成像见习3 X-CT成像与应用见习3 磁共振成像与应用见习3 放射性核素显像见习3 超声成像与应用见习3 总 计 60 20 80

五、考核方式按平时20%、实验见习20%、考试60%的标准综合评定该课程的总成绩。

六、教材及主要参考书

1、教材：《医学影像物理学》（第二版），张泽宝，人民卫生出版社，2006年

2、参考书：《医学影像成像原理》，李月卿，人民军医出版社，2001年出版 《磁共振成像（MRI）》，赵喜平，科学出版社，2004年出版； 《现代医学影像物理学》，包尚联，北京大学医学院出版社，2005年出版。

七、推荐的教学网站和相关专业文献网站

1、海南医学院：《医学影像物理学》网络课程教学平台 8

2、上海理工大学《医学影像物理学》精品课程网：

http://www.xiexiebang.com/index.asp 9

第二篇：医学影像物理学试卷

一、单项选择题（每小题0.5分，共6分）

1、关于X 线性质的叙述哪个是错误的（D）

A、X线与红外线紫外线一样，均属电磁波； B、X线具有波动性和微粒二重性

C、X线的干射衍射现象证明它的波动性，康普顿效应证明它的微粒性 D、光电效应证明它的波动性 E、X线不具有质量和电荷。

2、一般摄影用X 线胶片中不包括下列哪些物质（D）A、片基 B、保护层 C、乳剂层 D、防反射层 E、防静电层

3、IP板描述错误的是（D）A、IP中荧光物质对放射线、紫外线敏感，所以要做好屏蔽；

B、IP中光激励发光物质常用材料是掺杂2价铕离子的氟卤化钡的结晶 C、IP使用时要轻拿轻放

D、曝光后的IP，其信息不随时间延长而消退

4、非晶态氢化硅型平板探测器单个像素尺寸是（C）

5、A、0.139cm B、0.143cm C、0.143mm D、0.139mm 6、5/X线信息是哪一个阶段形成的（A）

7、A、X线透过被照体以后 B、X线照片冲洗之后 C、X线到达被照体之前 D、视觉影像就是X 线信息影像 E、在大脑判断之后

6、在数字图像处理技术中，为使图像的边界轮廓清晰，可采用的计算机图像处理技术为（B）

A、图像平滑 B、图像锐化 C、图像缩小 D、图像放大

7、数字化X线成像技术与传统X线成像技术相比说法错误的是（B）

A、量子检测效率高 B、动态范围小 C、空间分辨力低 D、对比度分辨力高。8多选、产生X线的条件应是下列哪几项（ABDE）

A、电子源 B、高真空 C、旋转阳极 D、高速电子的产生 E、高速运行的电子突然受阻

9多选、在医学放射诊断范围内，利用了X 线与物质相互作用的哪几种形式（BCD）A、相干散射 B、光电效应 C、康普顿效应 D、电子对效应 E、光核效应 10 X线照射物质时衰减程度与（D）无关

AX线的能量 B原子序数 C 密度 D 每克电子数 D X线灯丝的温度 11 DDR那个定义错（D）A 在计算机控制下工作 B用一维二维探测器 C X线信息转化为数字图像 D 使用高强度磁场成像

12、CR的基本成像过程不包括（B）

A影像信息的采集B远程传输C 读取D 处理

二、填空题（每小题2分，共28分）

1、医用X线与物质产生的效应主要有光电效应、康普顿效应、电子对效应。

2、医用放射检查的手段有X射线，X-CT、ECT（SPECT、PET）、MRI、超声四种。

3、透视检查主要利用X线的（穿透）作用和（荧光）作用。

4、晶态氢化硅平板探测器是由 闪烁发光晶体，将X射线光子能量转化为可见光光子，再由薄膜非晶态氢化硅制成的 光电二极管，完成光电转换。

5、数字减影血管造影有三种基本方法：_时间减影、能量减影、混合减影。6 CR系统影响噪声中 X线量子噪声、光量子噪声、固有噪声影响图像

三、名解

1、X线摄影中的伪影 伪影又称伪像，它是指在重建图像过程中，所有不同类型的图像干扰和各种其它非随机干扰在图像上的表现，它对应的是受检体中根本不存在的组织或病灶的影像。

2、光激励发光 某些物质在第一次受到光照射时能将一次激发光所携带的信息贮存下来，当再一次受到光照射时能发出与一次激发光所携带的信息相关的荧光，这种现象~

四、简答

1．简述X线摄影影像是如何形成的。

2.简述DSA时间减影的特点。

时间减影：欲从图像中显示出血管，可从静脉或动脉注入造影剂。在造影剂进入欲显示血管区域之前，利用计算机技术采集一帧图像存在存储器内，作为掩模，也称蒙片。它与在时间上顺序出现的充有造影剂的血管图像（称为充盈图像）一点对一点的进行相减。这样，相同固定的部分（例如软组织和骨骼）就被消除，而造影剂通过血管引起的密度变化就会被突出地显示出来。因此，减影图像突出了造影剂的对比度。由于用作减影的二帧图像是在不同的显影时期获得的，故称这种减影方式为时间减影。

其它章节

5、CT断层是指（C）A、生物体上的某一剖面 B、图像上的一个曲面 C、受检体内接受检查并欲建立图像的薄层

D、使焦点、被摄层面和胶片保持相对静止所获得的图像

6、下列CT的常用公式中，正确的是（B）A、0xIIe B、1000xxCT

水

C、maxmin 2 CTCT

窗位 D、maxminCTCT=

7、关于ECT，下列说法正确的是（A）

A、由体外测量发自体内的γ射线技术来确定在体内的放射性核素的活度 B、SPECT使用的放射性制剂都是发生β衰变的同位素 C、SPECT图像重建算法与螺旋CT相同 D、ECT分为γ照相机和PET两大类

8、关于核医学设备准直器的深度响应，下列说法不正确的是（D）A、我们把空间分辨距离R或FWHM与辐射源到准直器距离之间的函数关系称为深度响应 B、不同深度上所成图像的清晰度不同

C、焦点近限、焦点远限间的距离称为准直器的焦点长度 D、焦点上的分辨距离是焦点近限或焦点远限的二倍

9、当一个质子处于恒定磁场B0中时，如果增大主磁场的强度，则其旋进频率将（B）A、减小 B、增加 C、不发生变化 D、依赖于其它条件

10、使用自旋回波脉冲序列，为了获得质子密度加权图像，应选用（A）A、长TR，短TE B、长TR，长TE C、短TR，短TE D、短TR，长TE

12、怎样减小探头与皮肤表面的入射超声衰减？（A）

A、加耦合剂，设计声阻抗介于皮肤和探头的声阻中间值 B、增加探头的截面积，扩大能量分布

C、加耦合剂，设计声阻抗大于皮肤和探头的声阻值 D、加耦合剂，设计声阻抗小于皮肤和探头的声阻值

二、多项选择题（每小题1分，共12分）

5、关于CT定义，下列描述正确的是（ACD）A、运用扫描并采集投影的物理技术 B、以测定γ射线在人体内的衰减系数为基础 C、采用一定的重建算法形成图像 D、将衰减系数的二维分面转换为图像上的灰度

6、CT图像伪影产生的原因有（ABCD）A、成像系统的测量误差； B、X射线的原因； C、受检体的原因； D、成像装置原因。

7、关于放射性衰变规律，下列公式中正确的是（ABD）A、0tNNe B、1/2ln2 T

C、ln2

D、0tAAe

8、下列属于γ照相机性能指标的是（ABCD）

A、空间分辨率 B、固有空间线性 C、固有能量分辨率 D、固有泛影均匀性

9、T1、T2是核磁共振成像中两个弛豫时间常数，下列叙述哪个是正确的（AC）A、T1是纵向弛豫时间，表示为MZ在激励过后恢复到最大M0这一过程的时间常数 B、环境温度的增加会导致T1缩短

C、T2是横向弛豫时间常数，主磁场的均匀性变坏会导致T2缩短 D、T1、T2是人体组织的特征参数，与其它条件无关

10、关于K空间的性质描述，下面叙述哪些是正确的（AC）

A、图像的对比度特征由填充到K空间中心的数据制造方法和参数决定.B、K空间必须填充到一定的程度才能有足够的信息得到有利用价值的图像.C、K空间不同位置的数据对最终图像的贡献是不同的。D、K空间必须填满数据后才能得到一幅MRI图像。

11、超声束如果不能垂直入射被检查部位，所带来的弊病是产生（BC）

A、强度减弱 B、折射伪像 C、回波信号减弱 D、频率发生变化

5、关于CT像素与体素的概念，下列描述正确的是（）A、体素是构成图像的基本单元

B、像素是按一定大小和一定坐标人为划分的 C、同样大的图像，像素越多，图像越细腻 D、体素的高度即是图像的层厚

6、关于各代CT的描述正确的是（）A、第一代CT机采用的是窄扇形束射线

B、第二代CT机采用的是平移-旋转扫描方式 C、第三代CT机多采用3～6个探测器单元 D、第四代CT机由于电缆的束缚，扫描速度不能进一步提高

7、放射性核素显像的技术特点主要有（）

A、功能性显像 B、灵敏度高 C、方便且安全 D、空间分辨率高

8、闪烁计数器是射线探测的基本仪器，它主要由哪些部件组成？（）A、准直器 B、闪烁体 C、光学收集系统 D、光电倍增管

9、T1、T2是核磁共振成像中两个弛豫时间常数，下列叙述哪个是正确的（）

A、T1是纵向弛豫时间，表示为MZ在激励过后恢复到最大M0这一过程的时间常数 B、环境温度的增加会导致T1缩短

C、T2是横向弛豫时间常数，主磁场的均匀性变坏会导致T2缩短 D、T1、T2是人体组织的特征参数，与其它条件无关

四、名解 1． X线摄影中的伪影

2、光激励发光

3、CT值

4、γ照相机的深度响应

5、核磁共振（nuclear magnetic resonance）

6、超声界面

七、论述题（每题5分，共30分）

1．简述X线摄影影像是如何形成的。

2、看图试述DSA时间减影。

3、何谓容积数据？单层螺旋CT与多层螺旋CT使用的X线束有何不同？

4、PET与其他影像技术相比有哪些优势？

5、在临床应用中如何减小探头与皮肤表面入射超声的衰减？

6、根据下面图形，简单叙述90°和180°RF脉冲的作用。

第三篇：材料物理学教学大纲

《材料物理学》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：13103102

课程类别：专业核心课程

适应专业：材料物理

课程总的教学时数：64学时

课程总学分：3 学分

课程简介：

材料物理是介于物理学与材料学之间的一门边缘学科，它旨在利用物理学中的一些学科的成果来阐明材料中的种种规律和转变过程。本课程试图从物理学的角度来说明物质的微观结构、组织形貌、原子电子运动状况以及它们与材料性能和成分之间的关系, 即突出了物理学的主干,从物理学的一些基本概念、基本原理、基本定律出发, 并建立相应的物理模型, 阐述材料本身的结构、性质和它们在各种外界条件下发生的变化及其变化规律。本书课程内容丰富、涉及面广、实用性强。主要介绍金属结构理论；缺陷物理；材料强化；导电物理基础；材料的介电行为；铁电物理；磁性物理；材料的相变；非晶态物理；低维材料结构。授课教材：《材料物理》王国梅、万发荣主编，武汉理工大学出版社，2004

参考书目：

[1]《材料物理学概论》，李言荣、恽正中主编，清华大学出版社，2001年。

[2]《材料物理导论》，熊兆贤主编，科学出版社，2002年。

[3]《材料物理导论》，徐毓龙主编，电子科技大学出版社，1995年。

二、课程教育目标

材料物理学是材料学中一门重要的基础课程，通过这门课程的教学，达到以下目标：

（1）要求学生能够掌握典型固体材料的结构、物理现象、性质、形成机制和应用，了解材料的制备技术和发展状况；

（2）要求学生能够掌握材料物理的基本概念，基本理论和方法技术。

三、教学内容与要求

第一章概论2学时

第二章材料结构理论

教学重点：晶体学中的一些基本概念和初步计算方法

教学难点：材料结构的实验表征方法

教学时数：6学时

教学内容：概述，原子结合与结合键，晶体结构与晶体学，准晶、非晶和液晶，材料结构的实验研究

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）了解材料中原子的结合方式：离子键、共价键、极化键、金属键。

（2）掌握晶体学中的一些基本概念和初步计算方法。

（3）了解准晶、非晶、液晶的概念。

（4）熟悉材料结构的实验表征方法。

第三章缺陷物理

教学重点：点缺陷的概念、分类及其对材料物理性能的影响

教学难点：面缺陷

教学时数：6学时

教学内容：缺陷物理概述，点缺陷，原子扩散理论，离子晶体中的点缺陷及其导电性，位

错，面缺陷

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握点缺陷的概念、分类及其对材料物理性能的影响。

（2）了解材料中原子的扩散现象和扩散机制。

（3）了解离子晶体中的点缺陷及其导电性。

（4）掌握位错概念及其对晶体性质的影响。

（5）了解面缺陷和晶界能。

第五章导电物理

教学重点：金属材料和半导体材料的导电机制，能带理论

教学难点：半导体的物理效应

教学时数：8学时

教学内容：导电物理概述，材料的导电性能，半导体与p-n结，半导体的物理效应，半导

体陶瓷的缺陷化学理论基础，能带理论的应用

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握金属材料和半导体材料的导电机制。

（2）了解材料的导电性能与材料的结构的关系。

（3）了解一些功能材料如p-n结和晶体管。

（4）了解材料中光电的相互联系及其应用。

第六章电介质物理

教学重点：电介质理论，电介质的极化响应及行为，电介质的电荷转移、电导、损耗及击

穿等特性

教学难点：静电场中的电介质行为

教学时数：10学时

教学内容：电介质概述，静电场中的电介质行为，变动电场中的电介质行为及损耗，极化

驰豫，动态介电系数，固体电介质的电导与击穿

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握电介质的极化响应及行为。

（2）掌握电介质的电荷转移、电导、损耗及击穿等特性。

（3）了解电介质的概念、分类及四大基本常数。

（4）掌握电介质理论。

第七章铁电物理

教学重点：铁电物理学的一些基本概念，铁电体的电畴和电滞回线

教学难点：铁电体的电畴和电滞回线

教学时数：8学时

教学内容：铁电物理的一般性质，铁电体的电畴和电滞回线，铁电相变与晶体的结构变化，铁电体物理效应，铁电物理效应的实验研究

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握铁电物理学的一些基本概念。

（2）了解自发极化产生的机制、铁电相变与晶体结构的变化。

（3）了解极化状态在各种外界条件下的变化，即各种物理效应：介电响应、压电、热释电、电致伸缩、光学效应等。

（4）掌握铁电体的电畴和电滞回线。

第八章磁性物理

教学重点：物质磁性的来源、原子磁矩的计算和材料中原子磁矩的计算规则，磁性分类、顺磁性和抗磁性概念及居里－外斯定理

教学难点：磁畴与磁畴结构

教学时数：10学时

教学内容：磁性物理概述，原子和离子固有的磁矩，物质的抗磁性和顺磁性，铁磁性的分

子场理论，亚铁磁性的分子场理论，铁磁体中的磁晶各向异性、磁致伸缩，磁

畴与磁畴结构

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握物质磁性的来源、原子磁矩的计算和材料中原子磁矩的计算规则。

（2）掌握磁性分类、顺磁性和抗磁性概念及居里－外斯定理。

（3）了解铁磁性的分子场理论和亚铁磁性的超交换理论。

（4）了解铁磁性物质内部的能量和磁畴的形成。

第九章 材料的相变

教学重点：相变的基本类型，有序-无序相变，朗道相变理论

教学难点：朗道相变理论

教学时数：6学时

教学内容：概述，相变的基本类型，马氏体相变，有序无序相变，朗道相变理论概要，相

变微观理论简介，相变的实验研究

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握相变的基本类型和划分的依据

（2）了解马氏体相变和朗道相变理论

（3）了解相变微观理论。

第十章 非晶态物理基础

教学重点：非晶态固体的结构，非晶态半导体

教学难点：非晶态半导体

教学时数：4学时

教学内容：概述，非晶态固体的结构，非晶态固体结构模型，非晶态固体的形成，非晶态

半导体

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握非晶态固体的结构特点以及非晶态半导体的电子态和能带模型

（2）知道非晶态固体的形成（3）了解非晶态半导体的电导

第十二章 低微材料结构

教学重点：薄膜的结构和缺陷，薄膜的表面和界面

教学难点：界面结构和界面特性、电接触

教学时数：4学时

教学内容：薄膜的形成，薄膜的结构和缺陷，薄膜的表面和界面，薄膜的尺寸效应薄膜和

基片的附着

教学方式：课堂讲授

教学要求：

（1）掌握薄膜形成的理论基础，掌握薄膜的尺寸效应

（2）知道附着机理和附着的基本概念

（3）了解薄膜的内应力

四、作业

该课程原则上每次课都布置作业，除了教材中的习题，也可以补充一些典型习题。

五、考核方式与成绩评定

考核方式：考试。

成绩评定：总评成绩=平时成绩（30%）+期末考试（70%），其中平时成绩是平时作业与出勤情况，视具体情况而定。

执笔人：

责任人：

2013年8月

第四篇：原子物理学教学大纲

原子物理学 课程教学大纲

一、课程说明

（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；

课程名称：原子物理学 所属专业：物理学专业 课程性质：基础课 学

分：4

（二）课程简介、目标与任务；

原子物理学是物理类专业本科生的专业必修课，以物质结构的第一个微观层次（原子）为研究对象，是联接经典物理和近代物理的一门承上启下的课程。在理论方法上，该课程揭露经典理论在原子这一微观层次遭遇到的困难，并且为了解决这些困难而引入量子力学，学生将在本课程中较为系统地学习到量子力学的基本概念、基本原理、基本思想和方法。在应用实践上，通过本课程的学习，学生将系统性地了解和掌握原子物理学的发展历史，获得有关原子的电子结构、性质及其与外场相互作用的系统性知识，为以后从事相关的科学研究、生产应用和教学工作打下良好的基础。

（三）先修课程要求，与先修课之间的逻辑关系和内容衔接；

先修课程：《高等数学》、《数学物理方法》、《力学》、《理论力学》、《热学》、《电磁学》、《光学》

关系：《高等数学》和《数学物理方法》是学习原子物理学的数学基础。《力学》、《理论力学》、《热学》、《电磁学》和《光学》包含了学生在学习原子物理学之前需要掌握的必要的经典物理知识。有了这些准备知识才能理解为何不能用经典理论来研究原子体系，从而必须引入量子力学。

（四）教材与主要参考书；

选用教材：杨福家, 《原子物理学》 第四版, 高等教育出版社, 2010 主要参考书： 1, C.J.Foot，《Atomic Physics》，Oxford University Press，2005 2, H.Friedrich，《Theoretical Atomic Physics》，Springer，2006 3, 褚圣麟，《原子物理学》，高等教育出版社，1987 4, 曾谨言，《量子力学》，科学出版社，2000 5, 卢希庭，《原子核物理》，原子能出版社，1981

二、课程内容与安排

绪 论 原子物理学的发展历史（2学时）【了解】

第一章 原子的组成和结构（5学时）

第一节 原子的质量和大小【掌握】 第二节 电子的发现【了解】 第三节 原子结构模型【了解】

第四节 原子的核式结构，卢瑟福散理论【重点掌握】【难点】 第五节 卢瑟福理论的成功和不足【掌握】

第二章 原子的量子态，玻尔理论（8学时）

第一节 背景知识：黑体辐射、光电效应和氢原子光谱【掌握】 第二节 玻尔的氢原子理论【重点掌握】【难点】 第三节 玻尔理论的实验验证【掌握】

第四节 玻尔理论的推广：椭圆轨道理论和碱金属原子光谱【重点掌握】 第五节 玻尔理论的成功与缺陷【掌握】

第三章 量子力学导论（18学时）【重点掌握】【难点】

第一节 波粒二象性 第二节 不确定关系 第三节 波函数及其统计解释 第四节 态叠加原理 第五节 薛定谔方程 第六节 薛定谔方程应用举例 第七节平均值和算符 第八节 量子力学总结

第九节 氢原子／类氢离子的量子力学解法 第十节 爱因斯坦关于辐射和吸收的唯象理论 第十一节 量子跃迁理论，含时微扰论 第四章 原子的精细结构，电子自旋（14学时）【重点掌握】【难点】

第一节 电子的轨道磁矩 第二节 施特恩－盖拉赫实验 第三节 电子的自旋和自旋磁矩

第四节 相对论量子力学初步，狄拉克方程 第五节 自旋轨道相互作用，原子的精细结构 第六节 外场对原子的作用，定态微扰论

第七节 外磁场对原子的作用，塞曼效应，帕邢－巴克效应 第八节 外电场对原子的作用，斯塔克效应，运动电场

第五章 多电子原子，泡利原理（10学时）【重点掌握】【难点】

第一节 多电子的耦合 第二节 氦原子的光谱和能级 第三节 泡利不相容原理

第四节 量子多体理论初步，平均场近似 第五节 原子的壳层结构，元素周期表 第六节 原子基态，洪特定则，朗德间隔定则 第七节 氦原子／类氦离子的量子力学解法

第六章 Ｘ射线（5学时）

第一节 Ｘ射线的发现和波动性【了解】 第二节 Ｘ射线的产生机制【掌握】 第三节 康普顿散射【重点掌握】 第四节 Ｘ射线在物质中的吸收【了解】

第七章 原子核物理概论（10学时）

第一节 原子核物理的研究对象和发展历史【了解】 第二节 核的基态性质一：核质量，结合能【掌握】 第三节 核力的介子理论【了解】 第四节 核的基态性质二：核矩【掌握】 第五节 原子核多体问题的困难【了解】

第六节 核结构模型：费米气体模型、液滴模型、壳模型、集体运动模型【了解】 第七节 放射性衰变的基本规律【掌握】

第八节 阿尔法衰变、贝塔衰变和伽玛衰变【掌握】 第九节 穆斯堡尔效应【掌握】 第十节 核反应，Ｑ方程【掌握】

第十一节 核反应模型：复合核模型、光学模型、黑核模型、蒸发模型【了解】 教学方法：教学中始终突出以学生为本的教育理念，重视课程的规划和建设，按照课程体系制定规范的教学大纲和教学进度表；因材施教使学生掌握物理学的发展脉络和做科研的方法，使学生变被动学习为主动学习，真正达到从会学到好学；通过启发式教学培养学生较强的主动思考习惯，注重对大学生创新思维和解决实际问题能力的培养；及时与学生进行有效沟通，布置课后作业，必要时进行习题讲解；将科研前沿引入课堂，使学生了解原子物理、量子力学和量子多体理论的研究现状和发展前景；开发并实施多媒体教学手段，使得课程的教学实施建立在现代教育技术平台之上。

考核方式：采用平时作业、课堂提问、和期末闭卷考试相结合的方式综合评价学生的成绩。

制定人：房铁峰审定人： 批准人： 日 期：

司明苏

第五篇：医学影像物理学课程建设规划

医学影像物理学课程建设规划

医学影像物理学作为影像专业的专业基础课，一直深受教师和学生的重视。随着教学改革的不断深入，教学内容的不断更新，各种知识的不断膨胀，各学科都面临时间少，任务重的问题。为配合教改的顺利进行，医学影像物理学在课时和教学内容上都进行了多次调整，总体来说是教学时间减少，教学内容增加。为解决这一突出矛盾，做到减学时不减教学质量，特作医学影像物理学课程建设规划如下：

1、理论课

从教学大纲要求内容中提出四分之一的章节作为学生自学部分，期末考试时，这些内容与教师讲授内容一样列入考试范围。要求学生自学这四分之一的内容难易应适中，教师要给出自学提纲，从提出要求、给出重点内容到进行难点提示。同时，为验证自学效果，要有针对性地提出问题并予以解答。

建立自测学习效果题库，逐步为学生建立和完善网络辅助学习环境是本课程的建设的总体目标之一。

在教学中注重理论联系实际、结合临床进行教学。在教学中，如果只讲医学影像技术中的基本原理、基本理论是比较抽象的，学生不易理解和接受，更谈不上今后的应用。为此我们在教学中应注重理论联系实际、结合临床进行教学，在讲课中穿插一些临床实例，开展第二课堂教学。教研室应通过教务处与附属医院做好沟通，以便带领学生到附属医院B超室、放射科参观学习。

将新成果、新知识不断引进教学。近年来医学影像仪器设备不断换代，物理学的发展对医学影像技术的发展起到了巨大的推动作用。但由于种种原因，这些新知识未能在教材中体现出来。我们必须及时地将一些新技术、新设备讲解给学生。

摸索出用反投影法、迭代法、联立方程法讲解CT、MRI的成像原理，以取代用傅立叶变换讲解CT、MRI成像原理难度大的问题。同时，积极利用网络资源，下载大量医学影像照片、小电影，并利用flash制作学生难以理解的问题的课件，进行形象、直观教学。

2、实验课

由于实验课删减了原来的六分之一（即一次实验）的内容，要达到原来的水平，必须让学生补上至少一个实验内容。本项目计划从以下几方面入手，一是精心设置一到两个个自学实验，将实验原理和步骤附于实验讲义后，实验室在业余时间对学生开放，让学生在老师的指导和监督下自己完成实验。二是鼓励学生应用现有的仪器设备，自己设计小实验，培养他们的创造性思维能力和动手能力。三是制作多媒体实验教学课件，突破现有实验条件限制，让学生通过网络接触更多、更先进的实验方式，开阔学生视野，提高学生利用网络学习的能力，使学生与国内甚至国际的先进教育接轨。此外，争取校方资金投入，改进实验内容已经纳入教学计划中。

争取将计算机引进实验教学。医学影像物理学实验的特点是设备昂贵，且具有放射性，为此我们将力争建立计算机仿真实验室，开发或引进仿真软件。计算机仿真实验可以做核磁共振、Y能谱测试、G－M特性曲线研究、声速的测量等实验，这样可以节约大量实验经费，避免辐射性污染。计算机教学图像处理，可以处理CT图像、DSA图像MRI图像等，培养学生的创新精神及实践能力。目前，新乡医学院医学影像物理学教学在此方面已取得一定成果。

3、建立医学影像物理学习题库和试题库，要求试题库的题量要达到习题库题量的3倍以上。

4、积极鼓励教师制作多媒体网络教学课件，方便学生进行网上学习和自测。该目标争取在1～2年内实现。

5、对教学改革实行研究分析，对教学方法、教学经验和教学思想加以总结，形成教学理论。

6、创造条件，争取在3年内申报成功省级精品课程。