第二章医用物理与X线摄影基础

我是吸铁石，无论你多强大，只要你离我近，就会被磁化

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以下为第二章内容的一些重点，由spider整理，重点标记为我个人意见，如有不足，望大家指正。

1、物质-原子-原子核＋电子

2、主量子数n：K（1）L（2）M（3）N（4）O（5）P（6）n越大，电子离核越远，能级越高，主量子数是决定原子能级的主要因素。可容纳的电子数为：2n^2。最外层电子数最多不超过8个。

角量子数L：s（0）p（1）d（2）f（3）g（4）h（5）……（n－1）。

角量子数L确定后，其量子轨道平面可有（2L＋1）个不同的取向。

3、磁量子数（mL）决定轨道量子数；自旋量子数（ms）决定电子的自旋状态。

4、原子能级：电子在各个轨道上具有的能量是不连续的，不连续的能量值，称为原子能级。用电子伏特表示：1eV＝1.6*10^-19J。

5、结合力：原子核对电子的吸引力，靠近核的壳层电子结合力强；原子序数Z越大对电子的吸引力越大。

6、结合能：移走原子中某壳层轨道电子所需的最小能量。原子能级是结合能的负值，它们绝对值相等，符号相反。重点

7、基态：（正常态）原子处于低能量状态（最稳定）叫基态（n＝1）。

8、激发：当原子吸收一定大小的能量（某两个能级之差的能量）后电子将自发地从低能级过渡到某一较高能级上，这一过程叫原子的激发。原子所处的状态是激发态。n＝2第一激发态，n＝3第二激发态。

9、电离：当原子中壳层电子吸收的能量大于其结合能时，电子将脱离原子核的束缚，离开原子成为自由电子。激发和电离都使原子的能量状态升高，使原子处于激发态而不稳定。

10、跃迁：处于激发状态的原子，在极短时间（10^-8秒）内，外层电子或自由电子将自发地填充其空位，同时放出一个能量等于两能级之差的hv（hv＝EH－EL）光子。特征X线（特征光子）就是这样产生的。

11、磁性原子核的条件：（1）中子和原子均为奇数；（2）中子为奇数，质子为偶数；（3）中子为偶数，质子为奇数（有奇必磁）。非磁性原子核：质子数和原子数均为偶数。

12、用于人体磁共振成像为1H的理由是：（1）1H是人体中最多的原子核，2/3以上；（2）1H的磁化率在人体磁性原子核中是最高的。

13、产生共振的条件之一就是要有弹性。粒子物理学家经常把粒子称为“共振体”。若产生磁共振的磁矩是顺磁体中的原子（或离子）磁矩，则称为顺磁共振；若磁矩是原子核的自旋磁矩，则称为核磁共振；若磁矩为铁磁体中的电子自旋磁矩，则称为铁磁共振。核磁距比电子磁距约小3个数量级，故核磁共振的频率和灵敏度比顺磁共振低得多；弱磁物质的磁共振灵敏度又比强磁物质低。

15、顺磁共振研究分子结构及晶体中缺陷的电子结构。核磁共振谱不仅能与物质的化学元素有关，还受周围化学环境影响，研究固体结构化学键和相变过程。铁磁共振是研究铁磁体中的动态过程和测量磁性参量的重要方法。

16、1H从激发态恢复到基态，这一恢复过程称为弛豫过程，而恢复到原来平衡状态所需的时间称为弛豫时间。

17、弛豫时间有两种：（1）自旋-晶格弛豫时间又称纵向弛豫时间，反映的是自旋核把吸收的能量传递给周围晶格所需的时间，也是90°射频脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后再恢复到纵向磁化激发前状态的63%所需的时间，称T1；（2）自旋-自旋弛豫时间，又称横向弛豫时间，反映横向磁化衰减、丧失的过程，即横向磁化维持到37%所需要的时间，称T2。T2衰减是由共振质子之间相互磁化作用所引起，与T1不同，它引起相位的变化。重点

18、年爱因斯坦提出的“自发和受激辐射”理伦是现代激光理论的物理学基础。

19、受激吸收（激发或电离）：原子吸收一个光子而从低能级跃迁到高能级的过程。

受激吸收的特点：(1)不是自发产生的，必须有外来光子的“激发”；（2）外来光子的能量应等于hv＝EH－EL；（3）受激吸收对激发光子的振动方向、传播方向和位相没有任何限制。

20、自发辐射：在没有任何外界影响的情况下，高能态EH的原子会自发地跃迁到基态或者较低激发态EL，因为这种跃迁是不受外界影响而自发进行的，称为自发跃迁，如果跃迁时释放的能量是以光辐射的形式放出的，则这个过程叫做自发辐射。

21、受激辐射：处于高能级EH的原子在自发辐射之前，受到一个能量为hv＝EH－EL的光子的“诱发”后，可释放出一个与诱发光子特性完全相同的光子而跃迁到低能级EL，这个过程称为受激辐射。持续的受激辐射形成的光束就叫做激光。

受激辐射的特点：（1）它不是自发产生的，必须有外来光子的“刺激”才能发生，外来光子的能量或频率必须满足hv＝EH－EL；（2）辐射出的光子与诱发光子特性完全相同（3）与受激吸收不同，受激辐射中的被激原子并不吸收诱发光子的能量。产生受激辐射光放大（不能自然发生）。

22、激光器的构成：（1）工作物质（2）激发装置（3）光学谐振腔（作用：产生和维持光放大；选择输出光的方向；选择输出光的波长）

23、常用医用激光器：1）红宝石激光器：世界上最早。年研制成功，年用于视网膜凝固，年用于肿瘤治疗。波长.3nm，我国用于生物效应与眼科；2）氦氖激光器：最早研制成功的气体激光器。应用于临床治疗。波长.8nm；3）二氧化碳激光器：波长10.6um；4）准分子激光器：输出特点：波长短、功率高。

24、激光的特性：（1）方向性好；（2）强度高；（3）单色性好；（4）相干性好。重点，易错

25、激光治疗：（1）激光手术：组织分离、切割、切除、凝固、焊接、打孔、截骨；吻合组织、血管、淋巴组织；（2）弱激光治疗：激光理疗、激光针灸、弱激光血管内照射疗法；（3）激光光动力疗法：利用光动力学作用治疗恶性肿瘤的方法，有体表、组织间、腔内照射及综合治疗四种方式；（4）激光内镜术治疗。

26、激光诊断：激光光谱分析法、激光干涉分析法、激光散射分析法、激光衍射分析法、激光投射分析法、激光偏振法以及其他激光分析法。

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