时间：2022-03-12 02:29:56
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇影像物理学，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
在医学影像里广泛应用的超声成像技术，主要便是利用了超声脉冲回波原理。由于这种医学影像技术的人体成像原理是通过超声波的能量来实现的，所以对人体无任何辐射性危害，而且因为该成像技术成本较低、安全性高，已被普及广泛应用到临床、介入治疗等方法中，成为医院里医学影像设备中重要设备之一。随着超声成像技术的普及应用，超声影像技术的物理原理基础在医学影像物理学也变成了重要的组成部分。通过学习超声影像的物理方面基础，能够帮助认识和理解超声的含义及超声影像的意义。因此本次研究通过利用超声脉冲回波原理设计影像物理学实验，促进超声影像物理学的学习，详细如下。
1 实验研究目标
超声成像的目的在于，声波于人体各组织的穿透能力达到可以深度成像。超声成像所测算的物理量为声波的回波幅度和相位，回波的时间常用于定位声波的深度。由于声波在人体组织的穿透速度约等于常数，因此回波的特征可以反映不同人体组织密度的不同。经过对反射回波的接收，并使其在显像屏上以不同的亮度等级呈现，最终形成超声图像。而若超声波的频率越高，则其波长越短，能量越高，分辨率越高，所成图像质量越佳。但是由于声波穿透深度与声波频率成反比，深度越小频率越高，所以想得到质量高的高频超声成像是以牺牲穿透深度为代价的[1]。通过设计实施超声脉冲回波原理设计影像物理学实验，可以更好的掌握声波的产生及传播原理，提高对超声波图像的物理意义的理解，掌握超声波的各项参数对超声最终所成图像的影响。
2 实验设计原理
超声波的基本参数有三个，包括频率、波长和声速。声波的振动频率f=振动数/时间（s），f由振动源决定，声波（在人体内部）的传播速度c取决于传播媒体。超声波和人体组织发生相互作用后之后，改变了起载体功能的超声波的物理特性，例如使能量发生衰减改变，使声波的传播方向发生反射、衍射等改变。而临床诊断所需要的信息就依托存在于这些不断变化的物理参数中，这些物理参数的不断变化不仅是诊断信息的依附，更是一些补偿机制的依据[2]。而波的吸收定律、反射定律等是掌握超声波成像原理的关键。超声波和人体组织发生相互作用而引起的能量变化为一个能量衰减的过程，像声束在人体组织表面发生折射、散射等均会减弱入射声波的能量。不管声波通过的内部是何种分子过程，超声波能量的衰减均符合如下式的负指数形式规律：
3 实验仪器设计及内容
本次实验中所需要使用的实验仪器包括：超声体模、美国OLYMPUS公司的超声发射接收仪器、超声测试模具及迈瑞公司的DP6600的超声诊断仪器。通过这些设备，依据实验要求事项，设计了两个内容的实验，详细如下：
3.1 图像与体模的验证实验
首先通过超声诊断仪器的探头来探测超声体模，观测超声图像所显示的体模信息，而后将超声图像与超声体模进行对比，以此来掌握超声图像所反映的物理意义。而后对超声诊断仪器的各项参数进行完成调整，包括声波速度、诊断仪探头的发射频率、声波功率及超声回波的接收灵敏度等[4]，同时观察超声显示图像的改变情况。实验目的包括了解超声波各项参数对超声图像的影响过程，所以调整超声各项参数对图像变化情况的影响，应被记录、加入到最终的实验报告中。
3.2 综合测算声速类实验
通过使用示波器、超生脉冲回波规律、超声波发射接收仪器及超声波测试部分，来对超声波在介质水中的穿透速度、超声波在有机玻璃内传播的衰减系数进行记录、计算。实验进行时，需要注意示波器和超声波发射接收仪器的仔细连接，而后将恰当的传感器接入超声发射接收仪器的T/R端口，且把传感器置于适当测试模具的有利位置。在对超声波在介质水中的穿透速度进行计算时，同时观察、记录示波器所反映的波形图，利用示波器的B扫描功能及X轴扫描拓展功能，来对中间两个不同界面的反射脉冲回波分别对应的峰值点间的时间差进行详细记录，以此来完成对超声波在介质水中的穿透速度的计算。在关于声速计算的最终实验报告中需要包括：声速测试的物理原理，测得的脉冲回波波形，对两个脉冲回波分别的峰值点和峰值点间的时间差的标识，详细计算过程，实验中产生的误差及误差产生的原因。在对超声波在有机玻璃内传播的衰减系数进行计算时，观察示波器所反映波形，记录测试模具里两个界面脉冲回波的峰值幅度。
4 结语
在影像物理学的研究中，包括许多用于成像的物质波。本次实验选取的超声波为其中一种安全可靠有效的物质波，通过本次实验，可以对超声在不同介质里的传播规律及声波的衍射、折射、散射等在超声成像中的作用进行深入了解，理解超声影像显示的物理原理，而且在一定程度上对影像物理学里的理论进行了验证。
参考文献：
[1]任杰.基于超声脉冲回波的影像物理学实验设计[J].科技信息，2010（5）：436.
[2]熊政纲，左龙.超声影像实验设计[C].//第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集.2010：310-312.
【关键词】卫生学校 影像专业 物理学 教学改革
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）28-0178-01
教学改革是教育界一个永恒的话题，要提高教学的质量和效率，只有在教学中不断地探索和思考，抛弃陈旧的教学思想，树立新的适应现状的教学观念，遵循事物发展的客观规律，充分做到以人为本，才能使我们的教学工作永远立于不败之地。
物理课在卫生学校影像专业的教学中占有非常重要的地位，如何开展有专业特色的物理课教学是当前我们应该探讨的问题。随着近代物理学、图像处理技术和计算机科学以及生命科学的迅猛发展，人们对生命现象从解剖学层面上的认识逐步深入到分子生物学上，医学的许多分支学科已越来越多地把它们的理论建立在精确的物理科学基础上。物理学的技术和方法，在医学研究和医疗实践中得到了应用和延伸，反过来又不断地促进了物理学的发展。要想让影像专业的学生深入透彻地了解这些成像技术的基本成像原理、图像特点，掌握图像的观察、分析与诊断方法就必须首先使他们透彻地理解与其相关的物理学基本原理，从而为影像物理学、图像处理与分析、影像机械、核医学等后续专业基础课及专业课的学习打下坚实的基础。影像专业是随着临床影像设备的发展而新发展起来的专业，目前还没有统一的教学模式，多数学校还一直沿用传统的教学方法，由于受课程学时数的限制，课程内容多，且要求面面俱到，在课程实施过程中局限于普通物理学的知识内容，特别注重逻辑的系统性，而忽略了物理学与专业课的横向联系、学科间的交叉融合，造成医用物理和影像物理内容的大面积重复。纯物理理论过深，与生命科学结合得不紧密，教学方法呆板。因此，如何打造出一套突出影像专业特色的物理学教学内容和教学方法这一问题就摆在了我们面前。
一 影像专业物理课改革势在必行
卫生学校的招生对象主要是初中毕业学生，而且学习基础较差，接受知识的能力不好，不能主动地钻研和学习。而初中所学的物理知识相对简单，与影像学知识要求相差甚远，导致学生在学的过程中感觉相当吃力，在学习过程中丧失信心，兴趣全无，学习效果不好，很多学生出现混课、睡课、玩课的现象。而作为中等职业学校，物理课的课时又相当有限。因而在物理课的教学中如何选择内容，如何选择教学方法，做好物理知识与专业知识的衔接，为专业知识的教学工作打好基础，做好准备显得相当重要。
二 教学内容的改革
由于中职学校物理课时相当有限，在有限的时间内，要想全面地、完整地、系统地学习好物理是不可能的。因而在教学中很好地选择内容，尤其是选择好与专业相关的内容就显得相当重要。在通常的教学中，都是先学习力学、运动学，这样对学生的专业学习帮助不大。如果我们在教学的过程中，舍去与学生专业知识联系不大的力学和运动学，而学习与学生专业知识紧密相关的声学（与超声波成像有关）、电学（与各种设备原理有关）、磁学（与各种设备原理有关）、原子物理学（与磁共振成像有关），这样有助于学生更好地学习专业知识，提高学生学习的兴趣，降低专业教学的难度。并且，这些内容相对独立，与力学和运动学的联系不大，具备课程改革的条件。
三 教学方法的改革
中职学校的教学不同于普通中学的教学，普通中学的教学是为上一级学校培养基础型合格人才，重理论、轻实践，而中职学校是面向社会培养实践型合格劳动者，重实践、轻理论，因而在教学中应区别对待。在中职教育教学中，除了搞好理论教学，更要培养学生的实践能力和动手能力。因而在教学的过程中，要利用一切可能利用的手段，提高学生的实践能力和动手能力。因此，学校要有完善的教学设施和实验设备，让学生能看的多看，能做的多做，能动的多动。如果学校没有相应的设施，老师应多收集相关的图片、资料，通过多媒体向学生展示，让学生形成更直观的认识和了解。在这一点上，老师千万不要怕麻烦而一讲了之，老师省事了，学生就麻烦了。
四 编写适合影像专业的物理校本教材
由于影像专业是一个新兴的专业，在教学中又没有与之配套的物理教材，而现行的物理教材又不能很好地适应专业课的教学要求，因此，编写一本具有专业特色，适合专业教学的校本教材就很有必要。在编写物理校本教材的过程中，要求编写教材的教师充分了解影像课的教学内容，了解影像课程所需的物理知识和要求，充分了解重点和难点，做好内容的取舍，在编写的过程中充分体现影像专业的实践性，注重学生的实践和体会，这样才能编写出具有专业特色的，适合专业教学的，更好的与专业知识衔接的物理校本教材。
课程教学改革是一个永恒的话题，改革的目的是为了适应新形势的发展，提高教学水平和教学效果。因而我们在教学的过程中要多思考、多实践、多突破、多总结，才能使我们的教学水平更上一层楼。正所谓仁者见仁，智者见智，由于本人才疏学浅，定有很多不如人意之处，还望广大专家和同行提出批评和建议。
医学放射物理学是以物理学知识研究和解决有关疾病诊断和治疗的交叉学科。从1895年伦琴发现X射线以来，放射诊断和放射治疗不断地在临床应用和实践，目前已发展成现代医学的重要学科。现今的放射诊断(包括核医学诊断)已具有良好的设备如X线诊断机、CT（计算机断层摄影）、DSA（数字减影仪）、MRI（核磁共振成像）等影像技术。这些技术的创新必然改变医学影像的思维。原来的二维模式被现代的三维(立体)甚至四维(脏器移动、血管搏动)影像所取代。从解剖学结构转化成功能化影像学(分子生物学水平)，能够观察到非常细微的形态学改变，其图像质量、清晰程度和扫描速度均达到了空前的高度。这为医学的提高，为数字化医院的实现奠定了坚实的基础[1]。除诊断机外，60钴治疗机、直线加速器、近距离治疗机(后装机)、伽玛刀(γ刀)和体层放射治疗(tomotherapy)等设备的不断完善，为恶性肿瘤提供了强有力的治疗手段。两者的结合是发展现代医学牢固的支柱。近年来从放疗机又派生出很多治疗肿瘤的仪器。国内能见到的有“超声聚焦刀”“射频治疗仪”“各种热疗机”“氩氦冷冻治疗刀”等，虽名目繁多，然皆属于物理学治疗肿瘤的范畴。其治疗效果，各单位僅有少量报道，难以确切评价。
2影像诊断技术在肿瘤放射治疗中的应用
影像技术在现代肿瘤放射治疗中的作用已越来越显示其重要性，已成为多学科交叉研究和关注的热点，而且贯穿于肿瘤放射治疗的全过程。对肿瘤早期诊断、鉴别诊断、临床分期、治疗方式选择、生物靶区的精确定位、外科手术方案中的切除范围、疗效监测和评价、治疗后随访、复发再分期和再次治疗计划的实施等各个阶段提供了精确信息，极大地促进了肿瘤放射治疗技术的发展。进入21世纪以后各种新的影像信息源和成像新技术迅速普及，使放射治疗从常规放疗转换成三维适形放疗(3D-CRT)、调强放疗(IMRT)和图像引导放疗(IGRT)[2]。近年来不断有新的组合型一体化设备先后问世例如CT与直线加速器组合、PET与CT组合[3]，PET与MRI组合等，打破了医学影像与肿瘤临床治疗的传统界限和模式，经历了一个从一般到特殊，从单纯形态到功能结合，从宏观诊断向微观和分子水平诊断的发展过程。
3放射治疗物理学新进展
随着计算机的临床应用和医学影像新技术的问世，先后出现了各种类型的放射治疗仪器，使三高一低(高剂量、高精度、高疗效和低损伤)这一治疗目标成为可能。最具代表性的设备有X刀和γ刀[4]、智能跟踪放射手术加速器（Cyberknifer）[5]、断层放射治疗机（Tomotherapy）、动态靶向定位治疗机（dynamictargeting，DT）[6]、影像引导放疗机（imageguidedradiotherapy，IGRT）和诺力刀等。以往的常规放射治疗虽有效果，但受到肿瘤周围正常组织耐受量的限制而被迫中断。提高肿廇组织剂量，减少周围正常组织受量，改善“治疗增益比”就能增加局部控制率和治疗效果。适形放疗能使肿瘤在照射过程中高剂量区剂量分布在三维(立体)方向，不但与肿瘤靶区形状一致，且其强度均等分佈，但当肿瘤紧邻或包裹正常重要组织时就必须对射野各点的输出剂量率或强度进行调整，使周围正常组织受到保护，从而引入了调强的机制。1993年临床开始应用调强适形放疗和逆向治疗计划设计[7]，不仅能使照射与靶区形状一致，还能通过动态多叶光栏(MCL)对射线束强度进行调整，使多束不同强度的射线束穿透治疗区形成射线边界锐利(类似刀切)，射野内各点剂量均匀的照射。调强适形放射治疗是放射治疗领域内一次重大的历史飞跃，对肿瘤放射治疗的发展起到了巨大的推动作用。放射治疗物理学经过漫长的发展阶段基本上已满足临床放射治疗的需要。但有些问题尚需进一步研究和探索。特别是调强适形放疗中有关照射时间，剂量分割，各单位自行设定，无常规可循。其次，肿瘤靶区的精确定位，亚临床灶的判断，照射时病人的移动均很难撑握及控制。希望能找到一个理想的解决办法。
4高LET(线性能量传递)治疗机
尽管加速器所产生的X线和电子线，60钴所产生的γ线能量很大，能杀死大量癌细胞，但当射线进入人体后，沿着行进的径迹(轨迹)其传递能量却很小称低LET，低LET对缺氧细胞和静止期细胞(不参与分裂和增殖的细胞)起不到杀灭的作用。因此20世纪70年代国外开始研究高LET射线。这类射线的生物效应对细胞氧含量和细胞分裂(增殖)各期的依赖性较小。它们可以在缺氧或低氧状态下仍可起到杀灭肿瘤细胞的作用。问世的仪器有快中子、负π介子、各种重粒子及质子等。临床已开始应用，更多的还处于研究阶段。国内中子刀临床已开展，积累了较丰富的治疗经验。质子治疗[8]正在试运行中，这些仪器造价昂贵，费用难以承受，短期内无法普及。在高LET治疗中要算硼中子俘获治疗系统（boronneutroncapturetherapy,BNCT）[9]能量释放最为猛烈。它是一种通过发生在肿瘤细胞内的原子核爆炸摧毁肿瘤细胞的治疗方法。其原理是给患者注射一种含非放射性的自然元素硼（10B）能与肿瘤细胞有很强亲和力的特殊化合物。当进入人体后迅速浓聚于肿瘤细胞内，此时用超低能中子射线照射，中子射线与进入肿瘤细胞的硼元素发生核反应，释放出一种具高线性能量转换的α粒子，即使少量的α粒子在肿瘤细胞内释放就足以杀死肿瘤细胞（此种方法类似于氢弹爆炸必须有引爆装置才能发挥氢弹的威力）。该治疗方法尚处在实验室阶段，国内亦正在酝酿之中。
5放射物理剂量和放射生物剂量
采用X线治疗肿瘤必需标明剂量单位。临床最初采用“红斑量”即生物体受照后皮肤出现红斑现象，但这一定义含糊不清，既有物理剂量的内容又有生物反应的表示。要区别各自剂量内涵，物理学首先提出以“伦琴”命名剂量单位。实际是一个物理剂量，反映光子辐射本身的性质，但不能作为临床剂量使用，以后逐渐转换成吸收剂量。它不仅反映射线的性质，也显示射线与生物体相互作用的程度。常用戈瑞（GY）和cGY。（GY的百分单位）作为剂量单位，一直沿用至今。而生物剂量是指对生物体辐射响应程度的测量。这是二个不同的定义，但又紧密相关。为达到二者的统一，1967年ELLIS将辐射的“疗程时间”“分割次数”“每次剂量”“照射体积”和“射线性质”等物理学剂量因子与生物剂量有机的组合，提出放疗的效应估算，设计出一系列公式，称为名义标准剂量（nominalstandarddose,NSD）即时间——剂量——分割（time-dose-fraction,TDF）。将此公式制成表格式便于查找。但TDF不能区别对各种肿瘤组织照射后所产生的损伤程度，有的早期即表示（早反应组织），有的晚期才发生。（晚反应组织）为充分表达物理剂量与生物剂量之间的关系，代之以线性二次方程公式（简称α/β公式）来计算，仍以GY为剂量单位。Fowler用α/β公式的概念提出了生物效应剂量（biological-effective-dose,BED）即DBE公式。经计算可以分别求出早反应和晚反应组织的等效剂量，但它仅仅是一个大致的范围。公式来源于动物实验。临床应用必须慎重。要考虑物理剂量的各种参数，又需要注意肿瘤组织照后的各种反应。尤其是组织修复和再增殖现象的发生。因此，很多学者提出了外推反应剂量（extrapolatedresponsedose,ERD）公式。DER是一个简便的数学模式，把物理学诸因子与生物反应相结合，希望能更正确的反映肿瘤组织受照后的真实变化。DER也并不是最完美和理想的方案。由于个体的差异，各种肿瘤组织对受照后的反应亦不同，难于用单一公式来表达物理剂量单位和生物剂量单位的转换。这一课题尚待进一步探索。目前，有关放射剂量学的改制国家已经启动，放射物理工作者应努力按ICRU（国际辐射剂量单位委员会）24号出版物。IAEA（国际原子能机构）227、374号出版物和中华人民共和国JJG（国家剂量检测规程）589-2001标准执行。总算有了一个规范的物理学剂量的法律保证。
6近距离治疗（后装机）
自1898年居里夫人发现了镭（Ra）元素之后，1905年开始了第一例组织间Ra插植治疗。1930年Paterson和Packer建立了Ra针插植规则及剂量计算方法，正式开始了近距离治疗。直到20世纪80年代近距离放射治疗技术（后装机）取代了传统的近距离放射治疗。后装机采用远距离操作，计算机控制，能够勾划出清晰的图像和剂量曲线分布。无论从安全性、可靠性、防护性和病人舒适程度考虑，明显提高了精度和治疗效果，从而迅速推广。近距离治疗有多种方式，因肿瘤位置或解剖结构的差异，可采取不同的照射技术，空腔脏器常用腔内治疗，实质性肿块采取组织间植入，近几年又开展了放射性粒子植入技术，配合其他治疗手段治疗前列腺癌[10]、胰腺癌[11]、甚至某些类型的肺癌、脑瘤等，取得良好效果。这也是继近距离放疗后的进一步发展，过去有些模具或敷贴器治疗现在已为浅层X线或电子束所取代，术中置管术因受条件限制，国内仅有少数单位作过报道。近距离治疗常用的核素种类繁多，源型各异，（管、针、液、胶囊等剂型）能量和半衰期也不同，除60钴能量较高外，多数为低能含γ和β的混合线。放射线经金属外壳过滤后成单一的γ线能谱。它照射的范围有限，损伤危险性很小，是重要的辅助放射治疗工具。
关键词：医学物理学 相位 问题
中图分类号：G642 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.031
1 引言
医学物理学（也称医用物理学等）是医学各专业学生必修的一门自然科学基础类课程，是介于现代物理学与医学之间的一门边缘学科。其任务是给学生提供较系统的物理学知识，使他们在中学物理的基础上进一步掌握物理学的基本概念、基本规律和研究方法；同时学习一些以物理学为基础的医学技术的物理原理，对如何定量研究生命现象有所体会 [1]。这就要求医学物理学教学内容既要与医学应用相联系，又要保持物理学逻辑分析推理的严密性。但是，现有的大多数医学物理学教材[2-7]对振动与波动中相位的求解都不太严谨，这与物理学应有的严密性相违背，特在此探讨。
2 相位问题的出现
在参考教材[2-7]中都部分或全部出现了以下三处相位求解问题。
（1）由简谐振动的初始条件求解振动的初相位。即t=0时，由初位移x0和初速度v0求初相位 。根据振动方程（余弦形式）和振动速度方程可得：x0=Acos ，v0=-Aωsin
解得振幅A和初相位 分别为： （1）
这里 的表达式不准确。
（2）两个同方向同频率简谐振动的合成时，合振动的初相位。
设这两个简谐振动的振动方程分别为，x1=Acos（ωt+ 1），x2=A2cos（ωt+ 2），根据x=x1+x2，可用旋转矢量求出合振动位移x的表达式。如图1所示，图中可以看出，任一时刻合矢量A在Ox轴上的投影x等于矢量A1、A2在Ox轴上的投影x1、x2的代数和，即x=x1+x2。可见合振动仍是一简谐振动：x=Acos（ t+ 2）
其中，合振动的振幅
合振动的初相位 （2）
这里 的表达式也是不全面的。
（3）波的干涉中，推导空间任一点的振动情况时，该点合振动的初相位。
两列相干波传到任一点P时引起的分振动分别为：
类似于上面可知，P点的振动还是简谐振动：
y=Acos（ωt+ ）式中
初相位 （3）
这里 的表达式同样也是不全面的。
3 讨论与举例
以上三处相位问题的共性都是忽略了相位 的角度范围。根据 所代表的物理意义以及矢量图表示法，结合中学三角函数的有关数学知识， 毫无疑问可以处在四个象限中的任何位置。在前面公式（1）（2）（3）中 =arctg（a），根据 =arctg（x）函数的性质， 的范围是在-π/2～π/2之间，即 只可能在一和四两个象限里。这样就人为减小了 角的可能范围，在很多情况下会导致所得 角是错的。
在问题（1）中，t=0时，根据振动方程和振动速度方程可得：x0=Acos ，v0=-Aωsin ，两式相除，只能得到 ，而不是 。
问题（3）本质上就是问题（2）。在问题（2）中，根据矢量图1，
所以，正常推导也得不到 这个不准确的结果。
显然，问题（3）中正确的表达式也应是
。
下面以一个简单的例题来进一步说明上述相位问题。
假设（1）情况下，t=0时，简谐振动的初位移为-A和初速度为0，求初相位 。根据振动方程和振动速度方程可得：-A=Acos ，0=-Aωsin ，则cos =-1，sin =0，那么在0～360°范围内 =π。而如果根据（1）式， 。孰对孰错，无需再议。
对于（2）和（3）情况下 角的最终确定，应结合矢量图示法，根据两分矢量的初始位置进一步确定，在此不再详述。
4 小结
部分医学物理学教材中存在相位求解不够严谨的问题，产生该问题的根本原因是对初相位的角度范围不清晰，公式推导不严谨。求解简谐振动中的初相位应尽量结合矢量图表示法。
参考文献：
[1]刘渊声，杨继庆，屈学民等.医学物理学PBL教学模式探索[J].医学教育探索，2007，6（2）：118-119.
[2]洪洋.医用物理学（第2版）[M].高等教育出版社，2008：57-58.
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[7]潘志达.医学物理学（第1版）[M].科学出版社，2007：35.
一、改变教学方法，加强实验的探索性
很长时间物理实验总是被老师从书本上照搬过来，告诉学生应该怎样怎样操作，学生们也只会机械性的验证课堂上学过的那些理论知识，枯燥泛味的操作过程，又如何能提起学生的兴趣。之所以会有这样的感觉，主要还是长久以来的教学方法本身存在着问题。为了让学生们自己产生对物理课、物理实验的浓厚兴趣，充分的调动他们对于学习这门学科的主动性，自我培养他们的实验能动性，在实验教学的过程中尽量把验证性实验改为探索性实验，把影像演示实验改为教师边讲边实验，把课本中的叙述实验改为操作性实验，以及对实验器材进行改进等。
让学生像一名“科学家”似的主动探索知识，渴求知识，而不是照本宣科的总结、概括。学生也应多多动手、开动脑筋，更多的尝试实验设计、操作，通过自己获得更多的物理规律和物理知识，从而充分发挥物理实验教学的创新功能。探索性实验可以让学生独立思考、独立构思、独立分析，要从多种角度去观察分析，概括出定义及定律。使学生加深了对物理定律公式的理解，了解了他的建立过程和物理意义，这对于将来从事这方面工作的学生来说也具有很重要的意义。
二、要调整好理论与实验的顺序
由于学生对实验的理解能力有强有弱，所以不是所有的验证性实验都可以放在理论课之前做，而是要根据实际情况，遵循由易到难、采取循序渐进的原则来选择实验内容。例如：学生在对电路是怎样形成的尚未掌握时，直接将并联电路的实验演示放在理论课之前讲，学生就无法得知这个实验到底是通过什么理论产生的。但是如果学生掌握了基本的电路知识，知道了电阻、电流、电压之间的关系，就可以将“R=R1×R2×R3......／R1+R2+R3....”.这个关系式的验证变为探索性实验，放在理论课之前研究。
三、讨论与实验相结合，培养学生的创新能力
在教学过程中，教师可以先演示一些有趣的物理现象，创设情境让学生由惊奇产生好奇，激发学生们的兴趣，并且引导学生注意整个现象产生的过程，在哪种条件下会产生以及有哪些特征。要结合一些实验内容，尽可能的贴近于生活，配合一些生动有趣的视频影像，快速吸引学生的注意力，让他们对即将开始的物理实验产生期待。
教师在演示物理实验的过程中，应该为学生创设出良好的问题情境，如“这个理论是在哪种环境下产生的”“为什么会有这样的结果”“在另外一种条件下会不会有相同的结果”等，激发学生探索的欲望和讨论热情，让学生通过思考与讨论，努力探索得到更多解决问题的路径和方法。
在学习物理的过程中，老师还可以引导学生利用身边的小器材自己做一些小实验。如“利用针筒研究大气压是否真的存在，利用导线和小灯泡来判别哪些是导体”。更重要的是，学生可以把这样小实验拿进课堂互相讨论、交流，不仅能丰富学生的实验经验，还能激发学生的创新热情。
四、实验过程中教师应起引导作用，培养学生灵活运用物理知识
由于中学生观察能力较差，所以学生可能不知道在实验的过程中需要观察什么以及如何观察。这时候教师要正确发挥其引导作用，启发学生把注意力集中在仔细观察、做好测量记录的那些方面中去，引导学生注意各种现象之间有什么样的关联，使学生对所观察的实验有一个比较完整、系统的认知，而且教师要随时注意学生安装、操作仪器是否正确、规范。这样一方面能培养学生的观察能力以及在实验中的操作能力，另一方面可以保证测量所得数据的正确性，从而确保实验的成功。
实践证明，学生在实验过程中，既要独立分析、构思，又要亲自操作实验、观察过程与结果、总结实验规律。这样不仅培养了学生的动手能力与实验技巧，而且使学生加深了对物理定理的理解以及了解物理定律公式是如何建立产生的。拥有扎实的理论知识以及丰富的实验经验，对他们以后研究更深层次的物理学也有非常重要的意义。
参考文献
[1]马世红.设计性研究性物理实验的实践情况[J]
[2]尹继忠.从高考物理实验命题谈实验教学改革[N]
大学物理 模型抽象 应用分析
一、引言
自20世纪后半叶，新技术特别是高新技术发展之快是前所未有的。高新技术包含的科学知识高度密集，综合性极高，如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等，都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关，其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展。然而，大学物理是学生最惧怕也是最头疼的一门课程，从一开始学习，同学们就带着抵触的情绪，对它望而生畏。如果大学物理教学能够体现这些新的成果，以现代教育思想为指导，对传统教学方法加以改革，运用多种教学方法与教学手段进行教学，真正让物理“从生活走向物理，从物理走向社会”，结合现实中的实例去讲解有关问题，提高物理学习的趣味性，那么学生物理学习的积极性和主动性就能大大提高。
二、从现实生活中抽象物理模型，从生活走向物理
由演示实验、生产实际、生活经验等引入相关知识，配以较多的插图,给学生一个形象生动的图像，然后建立相应的理论模型，进行理论上的分析、推理、论证。例如，对于刚体模型同学没有接触过，首先给同学们强调刚体是一个在外力作用下形状和大小都是不变的物体，初步让他们掌握刚体的概念，再给他们举面团，这种物体在外力的作用下形状和大小是变化的，就不是刚体，像砂轮等形状和大小等都是不变的物体就是刚体，这样同学们就轻松掌握了刚体的概念。再如，刚体中的角动量守恒问题，溜冰员、芭蕾舞蹈员的例子就是角动量守恒的，在她旋转开始时，双臂张开，旋转速度不是很快；但当她将双臂收拢时，她便转动得更快了；同样，空中飞人和高台跳水员的旋转动作也是角动量守恒的，运动员跳离跳水台后，仅受到地球重心作用于其质心，因此，就质心坐标系而言，重力对运动员产生的力矩为零，其角动量守恒。如果运动员收缩身体，使对质心的转动惯量减小，则身体相对于质心的转速将加快；如果将身体伸展，转动惯量增加，则身体的转速将减小。这样的实例让同学们得以理解。即从生活中的例子去讲解知识时同学们更能直观地理解、掌握。
讲述相对运动时，可用一个日常问题“雨中行走，如何使淋雨最少”引出。考虑了风向、雨速、人体形状（面积）等众多因素，通过建立模型分析，不同的模型得出的结论不尽相同。通常来说，若你发现雨是从你前方打来的，那么跑得越快越好；若雨是从后方或侧后方打来的，且速度较小，那么奔跑时也是越快越好；若雨是从后方或侧后方打来的，且速度较大，以致人站在雨中时，后背淋到的雨比身体其它部分还要多，那么奔跑时应使后背恰好不淋雨为最好。这种教学也可以看做是一种趣味教学，能够有效地调动学生思考积极性，引发学生的创新意识。
讲述液体的表面性质时，通过反复演示,提出“为什么毛笔入水毛散开,出水面又聚合”这样的问题，学生探究的活力顿时就会被激发出来。许多同学都会演奏一些乐器，但对于弦乐器的调试却无从下手。结合已经学过的振动学知识，浅析弦乐器的发声原理，并且可以为演奏者检音、调试提供理论依据和实验结果参考。
结合现实中的实例去讲解有关问题，既能提高物理学习的趣味性，也能大大提高学生的积极性和主动性。
三、让物理知识在现实生活中获得应用，从物理走向社会
戴电子表的人一定都为它的方便和准确性而感到高兴。它不但能显示时间，而且能显示星期和日期。可你知道这种电子表是怎样造出来的吗？一提到时钟，大家一定会想起振动。机械表利用的是机械振动，电子表当然是利用电学振荡。最早的振荡电路是由电感器和电容器构成，称为LC电路，但其频率稳定性却不大好，后来，科学家们用石英晶体代替LC振荡器，就大大提高了频率稳定性。石英为规则的六边形晶体。在石英晶体上按一定方位切割下的薄片叫做三长两短英晶片。石英晶片有一个奇妙的特性：若晶片上加以机械力，则在相应的方向上就会产生电场。这种物理现象称为“压电效应”。当在石英晶片的极板上接上交流电场，当外加交变电压的频率与石英晶片的固有频率相等时，就会产生共振。这种现象称为“压电共振”。利用这种稳定的振荡特性，人们就创造出了精度极高的电子表和石英钟。
1953年5月24日立体电影首次出现，截至2010年3月底，中国内地立体银幕已有1100多块，仅次于美国而位居世界第二。那么，立体电影的原理又是什么呢？
这要从人眼看物体说起。人的两只眼睛同时观察物体，不但能扩大视野，而且能判断物体的远近，产生立体感。这是由于人的两只眼睛同时观察物体时，在视网膜上形成的像并不完全相同，左眼看到物体的左侧面较多，右眼看到物体的右侧面较多，这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近，从而产生立体视觉。立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像，制成电影胶片。在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映,使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。
观看立体电影常用的方法有两种：一是看黑白立体电影戴红绿眼镜的方法；二是看彩色立体电影戴偏光眼镜的方法。
1.戴红绿眼镜看黑白立体电影
两台放映机，其一透过红滤镜放映红色影像，另一透过绿滤镜放映绿色影像。这两影像同时在银幕上相叠。电影观众戴了红绿眼镜看银幕上一红一绿的画面时，左眼只看到绿像，(这是左方摄影机所拍摄的景象)，而右眼只看到红像(这是右方摄影机所拍摄的景象)，这就产生在现场观看到的立体感觉。
2.戴偏光眼镜看彩色立体电影
在每架放映机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光。左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到金属银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变。观众也戴上偏振片造成的眼镜。左眼的镜片只许左方摄影机的影像通过，而右眼的镜片只许右方摄影机的影像通过，于是，就产生立体感觉。
研究热辐射的规律时，可以加强对红外技术的讨论。现在，红外技术的应用已深入到各个领域，在各方面都发挥了重要作用。在军事上，红外线可以进行夜间侦察；用红外制导可打击军事目标；红外遥控在陆地上能搜索和跟踪目标；红外通讯距离远、保密性好。在工业上，用红外可在恶劣条件下、高温条件下测温；通过热成像仪可进行建筑物无损探伤；光纤通讯就是利用红外波段进行通信的；用红外进行各种检测和自动控制；用红外测量距离。在农业方面：用红外进行加热干燥粮食、农作物种子；红外遥感农作物生长情况。在医学上可用红外热像仪进行疾病诊断，进行红外治疗、理疗。在科研上，用红外进行光谱分析、文物考古研究、刑事侦察研究。在日常生活中：红外取暖；用红外线进行各种家电遥控和照明节能控制。通过这些例子，让学生了解新技术，应用新技术，培养学生对高新技术的敏感性。
这样，学生就不会觉得物理仅仅是做物理研究的人才需要的，他们能真切感受到物理学跟社会、生活的密切联系。
四、根据授课对象优化授课内容
物理学系统庞大，内容丰富，分支学科越来越多，在有限的学时里不可能做到面面俱到，因此在教学中既要精选教学内容，突出教学重点，又要保持物理体系的系统性和完整性。应针对不同专业的专业特色及后续课程的要求，对教学内容进行优化。突出专业基础的部分，重点讲授后继课程将涉及的基础，适当增加专业的边缘知识。
比如，对于计算机的学生结合电磁学、光学的知识分析光盘、磁盘的读写原理，鼠标的定位原理；电子电气专业的学生可以适当增加电磁感应和涡电流的基础知识，从日常生活的电磁炉，电度表记录电量，到工业上对金属的加热，电视显象管的加热抽真空入手，引导学生应用物理的基础知识分析其工作原理；对机械专业的学生，则突出力学、热力学的内容，在光学部分只要求学生掌握最基础的概念，及对干涉、衍射、偏振有个感性的认识，做简单的计算。这样既突出了物理课作为基础课的地位，也引起了学生对物理课程的重视，让学生确实感受到了物理与日常生活相关，与其他学科密切联系，开拓了学生的思维，调动了学生学习的积极性，同时也增加学生应用物理思想、物理方法解决专业问题的意识和能力。
五、演示实验与开放实验相结合，让物理浮现于眼前
中学物理教材一般由演示实验、生产实际、生活经验等引入相关知识，这种方式比较形象生动,容易激起学生的探究欲望，演示实验也应是大学物理理论教学的重要组成部分。学生可以对演示实验现象进行归纳总结，对实验结果进行讨论质疑。演示实验一方面活跃了课堂气氛，同时也有利于大家在争辩中掌握正确的物理概念，培养学生的科学素质和探索精神。除此之外，还可以为学生提供开放、自主的实验环境，让他们去实现、验证自己的想法，寻找质疑的答案。这一过程中教师可以指导学生学习和进行科学研究，从中培养学生的科研思维能力、创新能力和实际操作能力。
六、总结
大学物理课程教学内容广泛,如何正确地认识和阐释这些比较成熟的物理内容；如何把握学生对物理知识认识的规律性,发挥他们的主观能动性；如何在传授基础知识的过程中有目的地培养学生的科学素养；如何恰当地安排好每一次教学活动，是大学物理教师所应该思考的问题。为顺应科技和经济的发展,大学物理教师应紧密结合教学实际，加强对学生应用意识、创新能力的培养，并从课程结构、课程内容、教学方法和教学手段等方面进行改革，这样才能更好地发挥大学物理课程对促进学生知识、能力、素质的综合提高的积极作用。
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在19世纪电学发展的鼎盛时期，一些科学家出于兴趣，开始研究稀薄气体的导电特性。这些实验是在密封的玻璃管中进行的。玻璃管中的空气大部分已被抽走，在两端分别嵌入一个金属电极。当在两个电极之间加上电压时，玻璃管中稀薄的空气就变成了导体。电流通过时，玻璃管中出现明亮的辉光。辉光非常美丽，很像北半球高纬度地区出现的极光。如果改变玻璃管中气体的密度或成分，辉光的色彩与亮度会发生变化。曾经发现电磁感应现象的英国物理学家法拉第也研究过辉光放电，他在辉光柱上发现了一小段不发光的区域，人们称之为“法拉第暗区”。
1858年，德国物理学家普吕克尔（1801-1868）注意到，当放电管中的空气非常稀薄时，辉光就会变得越来越暗淡，最终消失，只在玻璃容器内壁正对阴极的地方发出淡淡的绿色荧光。他在放电管的两个电极之间插入一个小小的挡板，荧光里便出现挡板的阴影，阴影的轮廓和挡板的外形完全一致。1876年，德国物理学家哥尔茨坦（1850-1930）认为，这是一种从阴极发出来的射线，由于玻璃管中没有气体分子阻挡，它可以直接到达对面的容器内壁使其发光。这种射线被称之为“阴极射线”。科学家喜欢把那些从物体中发出的具有确定物理、化学或生物学效应，然而又看不见的物质称为“射线”。
1871年，英国物理学家瓦尔利（1828-1883）发现，阴极射线会在磁场中偏转，很像带电粒子；英国物理学家克鲁克斯（1832-1919）发现，这种射线可以推动金属箔做成的小飞轮在真空中旋转；曾经发现电磁波的德国物理学家赫兹注意到，这种射线可以穿透很薄的金属片。赫兹的学生勒纳德（1862-1947）还发现，真空中的阴极射线在穿透厚度为0.000265厘米的铝箔后，还能在空气中继续穿行1厘米。德国科学家认为阴极射线是电磁波，而英国科学家则认为它是带电粒子。
在追踪阴极射线的时候，人们意外地发现了X光。
1895年11月8日，德国物理学家伦琴（1845-1923）在一次实验中，将阴极射线放电管包上厚厚的黑纸，以防止外部光线扰乱阴极射线。这时他注意到，随着阴极射线管每次放电，距离射线管1米远处的一个用氰化钡做成的荧光屏也在一闪一闪地发光。伦琴把这个荧光屏挪至远处，可它照样闪光；他又在阴极射线放电管和荧光屏之间放上书、木板和铝片，荧光屏还是闪光；只有在它们之间放上铅块或厚厚的铁板时，闪光才会消失。显然，阴极射线管中发出的是一种穿透力很强的射线，但不会是阴极射线。
伦琴在实验室里连续工作了6个星期，他仔细地研究这种射线与加在放电管上电压之间的关系，研究各种物体对这种射线的吸收特性，以及射线在各个方向的强度分布。他将手掌放在阴极射线管和荧光屏之间，荧光屏清晰地显现出手掌的骨骼。这种射线还会使照相底片感光。他用感光胶片拍摄他的夫人戴有戒指的纤细的手，结果照片不再富有诗意，那上面的手指就像是骷髅的指骨，套有一件不相干的金属圈。随后，他向外界公布了自己的研究结果，那张不可思议的照片尤其令世人大为震惊。
伦琴把这种来历不明的射线称为“X射线”，因为在数学中人们习惯用“X”代表未知数。今天，人们知道X射线是发自阴极的电子在电场中加速后，打在物体上突然减速辐射的电磁波。
利用X光，人们能够看到身体内部的许多组织结构，发现骨骼的损伤和嵌入身体的金属弹片，从而帮助医生诊断疾病。
X光有着巨大的实用价值，伦琴没有为自己申请技术专利。他说，就像空气和阳光不应该申请专利一样，X光也不应该申请专利，他希望全世界的人都能够利用它。X光技术迅速地普及至世界各地，有力地促进了医学进步。
伦琴在1901年获得首次颁发的诺贝尔物理学奖。他晚年过着贫困的生活，在德国大萧条的岁月中寂寞地死去。
1897年，英国物理学家汤姆孙（1856-1940）对阴极射线进行了更加精确的实验研究。他在进一步提高放电管的真空度后，发现了阴极射线在电场中的偏移现象。赫兹在1891年曾做过类似的实验，但由于真空度不高，在偏转电极之间发生了气体放电，不能产生使阴极射线偏转的力量，导致赫兹对这种射线本质的误解。汤姆孙对阴极射线在磁场中偏转所形成的弧线半径进行了测量，并用热电偶测量阴极射线打在阳极上产生的温度变化，从而计算出这种射线的速度比电磁波低得多。他在射线管中充入不同气体，并且用不同材料制成的阴极做实验，但得到的结果完全相同。他确信，阴极射线是一种带负电的微粒，与气体成分或阴极材料无关，它存在于一切物质之中。
1897年4月30日，汤姆孙向英国皇家学会报告了自己的研究结果，这篇报告对阴极射线的本质做出了最终的科学论断。后来，汤姆孙用“电子”一词命名他所确认的这种带电微粒。从此，科学史家将人类发现电子的时间定为1897年。
就在汤姆孙发现电子这一年，德国发明家布劳恩（1850-1918）完成了应用电子技术的第一件发明——利用电子束做成了世界上最轻便灵活的“笔”，这种奇妙的“笔”可以描绘稍纵即逝的电现象，根据电子留下的踪迹，人们可以从容地观察电信号的变化过程。
布劳恩的发明是这样实现的：在抽成真空的阴极射线管里装上圆柱形空心电极，加上电压，阴极发射的电子在穿过这种电极之时受到静电力的约束，聚成细束；在电子束通过的路径安装两对相互垂直的金属平行板电极，使电子束跟随加在电极上的电压信号分别做上下垂直运动和左右水平运动。在与阴极相对的玻璃管壁上均匀地涂敷一层矿物质细粉（例如硫化锌），电子束打在上面会产生黄绿色光斑，这种可以发光的涂层被称为荧光屏。如果使电子束在水平方向做等速运动，荧光屏就会显现加在垂直偏转板上的电压随时间变化的过程。电子的这种工作方式被称为扫描。
这项发明为科学家提供了梦寐以求的观测仪器，使人们能够超越感觉器官的局限，直观地研究电的变化过程，为后来电视、雷达和电子显微镜的发明奠定了重要基础。
1904年，美国发明家弗莱明（1849-1945）采用在真空中利用电流加热灯丝的办法，轻而易举地获得了逸出物体的自由电子，并用它做成了一种效率很高的无线电信号检波器——真空二极管。
真空二极管中有一条灯丝和一个孤立的金属电极，这个电极被称为阳极。当灯丝加热时，如果在阳极加上正电压，电子就会在静电力作用下到达阳极，使阴极与阳极之间有电流通过；如果在阳极加上负电压，静电力将阻止电子运动，电子就会滞留在灯丝周围，电流就会中断。由于电子很轻，惯性很小，真空二极管可使频率很高的无线电信号被整流检波成为人们需要的信息。弗莱明用它替代无线电接收机里的金属粉末检波器和晶体检波器，可将微弱的高频无线电信号还原成所传输的电码信息，无线电接收机的灵敏度由此显著提高。
1906年，美国发明家福瑞斯特（1873-1961）对真空二极管做出重大改进，发明了真空三极管，开辟了电子学发展的新途径 。
福瑞斯特在真空二极管的灯丝和阳极之间，加装了一个独立的金属栅网，称作控制极。改变栅网上的电压，便可控制到达阳极的电子数量。如果在栅网上加一个很小的电压信号，在阳极便可得到一个与其变化规律完全相同、但幅度大很多的电信号，这种简单的器件可以使电信号增强。真空三极管是一种能量转换装置，就好像是电信号的加油站，这项看似简单的发明，翻开了电子技术发展史新的一页。
自从1837年人类开始应用电传递信息以来，一个问题始终困扰着人们：电信号在传输的路径上会衰减，变得越来越小，以致最后消失得无影无踪，通信距离因此受到限制。1876年，美国费城举办国际博览会，电报公司向全世界招标，寻求解决大西洋海底电缆电报信号传输衰减的技术方案，无人中标。自福瑞斯特发明真空三极管后，电信系统中的信号衰减不再成为问题。人们通过真空三极管很容易使衰减的电信号重新增大，通信质量明显改善，通信距离大幅度增加。从此，使用电信技术的客户迅速增多，电话、有线电报和无线电通信出现了新的发展，电信号把世界更多的地方联结在了一起。
真空三极管的发明，使无线电广播迅速成为一种大众传媒，收音机成为一种时尚家电。利用真空三极管产生功率强大的高频无线电信号，同时将声音变成的电信号叠加在上面，向幅员辽阔的地域播送语音信息。人们可以在远离电台的地方接收无线电信号，通过真空三极管充分放大，重新把声音信号分离出来，推动扬声器再现播音员和演员的声音。1920年，美国匹兹堡建立了第一座面向公众的无线广播电台。1922年，美国无线电公司编制了第一份无线电产品目录，名称为“家用无线电”。该产品目录显示，当时价格最高的收音机有4个真空管，售价401美元。同年，美国无线电公司生产出第一台手提式电子管收音机。
真空三极管产生的高频电信号可使人体某些组织发热，从而改善血液循环，有助于医生治疗疾病；它还可用于熔炼金属（例如在洁净的坩埚里制造难熔合金），对金属材料进行淬火处理，改善工具、机器零部件的性能等。无线电电子学技术开始跨出通信系统，进入人类活动的更多领域。
作为电子学装置的核心器件，真空三极管推动着电子技术前进，直至1947年，三位美国科学家发明晶体管，它才逐渐退出历史舞台。
1925年，苏格兰人贝尔德（1888-1946）实现了用电信号传送活动图像的构想，发明了最早的电视。
贝尔德的方案非常富于想象力。他借用电影的做法，将不断变化的景物影像分割为间断的画面，然后连续发送这些画面，再利用人眼的“视觉暂留”效应，产生连续影像的效果。首先，通过透镜将需要传送的景物影像会聚成缩小的清晰图像，在离影像不远处安放一个对光线敏感的元件，当时他使用的是可以在光照下产生电流的硒片；然后，在影像与硒片之间放置一个转盘，盘上有许多按照特定空间位置分布的透光孔，当转盘快速转动时，影像不同部位发出的光通过转盘上的小孔依次从左到右、从上到下投射到硒片上，使硒片依次产生随影像不同部位亮度变化的电流；这种随时间迅速变化的电流经过真空三极管放大后传向远方，使一个灯泡发光，灯泡的亮度变化则与影像不同空间位置的明暗变化一致；灯泡发出的光通过一个相同的转盘投射到幕布上；当两个圆盘同步转动、且转动足够快时，幕布上便呈现出与实际景物大体相似的影像。
在贝尔德最初研究电视的时候，人们认为他的想法稀奇古怪不切实际，无人给予他经济上的支持。他只得白天替人推销皮鞋油，晚上在狭小的顶楼做实验，每天的收入只够买面包和付房租，他的很多样机是用饼干筒、自行车灯聚光镜以及鞋带捆扎的铁条支架做成的。
1925年10月2日，贝尔德成功地把一个活动玩偶的舞蹈动作图像，从顶楼的一个角落传送到另一个角落。他激动万分地跑下楼，把杂货铺里的一个小男孩拉上来当他的第一位电视观众。贝尔德一夜成名，许多投资者纷纷解囊，希望他实现更大的目标。1927年，贝尔德实现了从伦敦到格拉斯哥之间的电视信号传送。1928年，贝尔德的电视信号从伦敦传送到纽约。此外，贝尔德还发明了转盘式彩色电视，提出了投影电视的设想，他认为应该让人们像看电影那样享受电视。
贝尔德发明的电视在实际应用中存在三个严重问题：机械转盘小孔扫描速度不够快，通过小孔投射的光斑太大，图像闪烁且不清晰；灯泡的亮度变化滞后，使再现的图像和原来真实的情景不一样；两个转盘在机械上不容易同步，需经精细调节才能呈现稳定的画面。此外，这种电视装置庞大，不适宜在室外播送电视节目。贝尔德发明的是一种光学机械电视，从原理上说，这些问题当时难以解决。
1931年，出生在俄罗斯的美国发明家楚里金（1889-1982），采用在电场和磁场控制下的电子束再现活动图像信息的方法，克服了机械转盘电视系统的缺陷，实现了电视技术的实用化，奠定了现代电视技术基础。
楚里金改进了布劳恩发明的阴极射线示波管。他在示波管底部涂敷可以在光照射下产生电荷的材料，用从左到右、从上至下扫描的电子束使图像亮度的空间分布转换成随时间变化的电流。这种电流可以通过导线或电磁波远距离传输，控制另一个示波管中的电子束，使其产生由左至右、由上而下的扫描运动，并把随时间变化的电流还原成不同空间位置的亮度变化，在荧光屏上再现原有景物。由于电子可以聚成很细的电子束，在电场和磁场控制下迅速移动，因而能够获得清晰、稳定的画面。
楚里金把产生电视信号的器件称为光电摄像管，把再现影像的器件称为电视显像管，由于在这两个器件中的物理过程几乎是同时发生的，所以传输的图像基本上没有滞后。
在传送电视画面的时候，楚里金采用的方法就像是以一种特殊的方式搬动一块花布到另外一个地方：首先沿水平方向抽取花布最上方的第一条纬线，紧接着抽取第二根、第三根……直到抽完最后一根。这些抽出的线被首尾相连牵拉到另外的地方，并重新按顺序复原，这些纬线便组成了与原来花布一样的图案。只要抽运和重组的速度足够快，这块花布就好像在一瞬间挪动了地方。
转化医学（translationmedicine）是近年国内外医学领域流行的一个新概念，2003年美国国立卫生研究院正式提出“转化医学”概念。它以人的健康为本、以重大疾病为研究出发点、以促进科学发现转化成医疗实践为宗旨。其主要目的是打破基础医学与临床医学领域固有的隔阂，搭建两者间的桥梁，使日新月异的基础医学研究成果转化为改善人类健康的防治措施［3］。因此，转化医学本质上是一个双向开放、往返循环、持续向上的研究过程［4，5］。转化医学理念已逐渐成为世界医学研究领域的共识，其应用有利于推进临床医学更好、更快速地发展。
2肿瘤影像医学教学的现状
肿瘤影像学是医学专业中较为特殊的一门学科，其教学主要包括肿瘤医学影像诊断和肿瘤医学影像技术两方面。肿瘤医学影像诊断的教学模式比较成熟，主要注重临床常见肿瘤的诊断及鉴别诊断。但肿瘤医学影像技术教学则较为欠缺，尤其是对肿瘤影像新技术的研发、功能拓展、临床医学与工程技术结合及运用等方面的授教还较为薄弱。目前肿瘤影像医学教学工作主要存在以下问题：①传统的肿瘤影像医学教学授课的模式过于单一，跨学科联系较少，不利于学生创新思维的培养。②现行课程安排中有关学习方法、获取知识手段的课程较少，不利于学生综合素质的培养。③缺乏理论联系实践的教学方法，单纯从理论和阅片等教学手段难以让学生对肿瘤影像表现与临床特征之间的关系进行系统地理解。④教学内容陈旧。该学科知识更新快，教材、教案等教学内容和方法不足以满足临床工作的需求［6］。⑤学生技术研究能力的培养与临床实际应用能力脱节。肿瘤影像医学教育要求培养既会诊断又会技术研究，既有转化理念和能力又有肿瘤影像学基础知识与临床实践经验的综合型人才。因此，开展转化医学教育尤为必要，它是当前培养综合型人才最有效的途径之一。提倡“从实验桌到病床旁”的转化医学教学理念在肿瘤影像医学教学中的应用具有重要的现实意义。
3转化医学教育理念在肿瘤影像医学教学中应用的意义
3.1促进肿瘤影像医学教学多学科的合作
不同学科、不同思想、不同理念的相互碰撞有利于创新思维的产生，而一个学科的发展壮大，也需不断加强不同学科间的知识与技术合作，加强学科的交叉与融合。因此建立肿瘤影像学、基础肿瘤学、工程技术学、物理学等多学科的科研小组，让各组组员发挥各自的专业优势，形成多学科交叉研究，通力合作及协调发展，形成纵横交错的综合体系，才有望实现肿瘤影像医学的可持续发展［7］。转化医学教育强调理念的改变，它打破以往的单一学科或有限合作的教育模式。首先为学生提供一个学科交叉的开放式研究平台，鼓励将物理工程实验室发现的有意义的成果转化成能为临床提供实际应用的手段，有效将肿瘤的基础研究成果转化到临床实践中，同时也对肿瘤影像征象进行基础研究。其次，不同的影像成像手段各有优劣，将彼此的优势互相融合已成为医学影像设备研发的潮流。转化医学教育对这一潮流的发展具有重要的推动作用，从而进一步为肿瘤的诊断提供更多的成像手段，有利于肿瘤的诊断及鉴别诊断。如在既有的CT、MRI、PET、B超等设备的基础上研发PET-CT、PET-MRI或将几种成像设备融合的机器。多学科交叉研究的平台具有稳定而强大的效果，所形成的多学科介入机制能够满足临床及基础研究的需求。
3.2为肿瘤影像医学教学搭建理论与实践的桥梁
转化医学理念的应用一方面能增强肿瘤医学影像学专业的学生加深对临床知识的重视和理解，另一方面也为临床医技人员提供进入实验基地探索基础研究的机会。以转化医学理念为指导，重视从临床中凝练课题，可以培养医学生一切从实际出发的意识，自觉做到理论联系实践，使基础研究与临床应用相结合［8］。如肿瘤医学影像学专业的学生在临床实践过程中发现某种肿瘤具有相同的影像征象，但是纯粹的临床实践无法为其提供相应的基础理论支撑依据。转化医学理念主张临床医生与研究员密切合作，提倡由临床医生仔细观察肿瘤的影像特征，将相关信息提供给基础研究员，再由基础研究员对此进行研究，进而将科研成果反馈到临床，为临床提供有力的依据，通过探究性研究达到解决临床问题的目的，从而提高医疗总体水平。
3.3有利于培养学生的团队精神
转化医学理念的应用为肿瘤影像学专业的学生提供了多学科合作的机会，让学生在学习过程中不断提高与他人进行沟通交流的能力，并在交流过程中获得多种学习方法，从而提高自身的综合素质［9］。如肿瘤影像学专业的学生在学习X射线、CT、MRI、PET、B超检查等的成像原理时，可与物理学专业的学生合作学习。通过观摩物理学专业学生的操作，共同探讨相关问题以获得深层次的实验体验，从根本上理解相关概念及原理，将枯燥、深奥的理论学习转化为有趣且自主参与的实验操作。另外，通过与其他学科学生的交流，可进一步培养肿瘤影像学专业学生的团队精神，培养适应学科发展所需的医学影像技术工程师，塑造能灵活将基础研究与临床实践融为一体的专业人才，构建合作融洽的专业团队。
3.4有利于培养具有转化医学理念和能力的学生
肿瘤影像医学蓬勃发展，临床应用技术不断更新，而现有的教材、教案等教学内容和教学方法却停滞不前，不利于医学生第一时间掌握肿瘤相关研究新进展及新技术。许多学生毕业后开始到临床一线工作，在实际工作中遇到相应的技术问题时，常常无法到实验室通过相关研究来解决当前技术的缺陷，不利于技术的改进与发展。转化医学的应用一方面为肿瘤医学影像技术研究人员熟悉和参与临床工作创造了条件，鼓励学生到临床进行实践，让学生在相关教材内容还未能及时更新的情况下，通过到临床实践仍能及时掌握最新的技术。另一方面，为学生参加工作后再次进入实验室进行技术研究打下铺垫，真正做到将临床影像医学的应用与工程医学授课有机结合，有利于培养具有肿瘤医学影像诊断能力和肿瘤医学影像技术研发能力的综合型人才。
4结语
1提高认识是学好物理学的首要条件
辩证唯物主义认为，人的认识能力有高低，并且影响人们能否科学地认识事物、正确地解决问题。认识是觉醒的先导，认识是学习的开端。为了提高学生对本课程的认识，在开始讲授物理学课程的时候，针对目前医院已广泛使用的CT成像技术，提问学生，你了解X射线吗？X—CT成像的原理是什么？使学生产生对物理知识的渴求，进而作出简要的回答。X射线是一种肉眼看不见，但可使荧光物质发荧光，穿透能力很强的射线；CT成像设备就是以X射线为能源，以X射线的吸收衰减特性为成像依据，以数据重建为成像方式，以组织的密度差为CT成像的基础，以数据采集和图像重建为重要环节的X射线成像技术。为建立学生对物理学在医学应用中重要性的认识提供基础。
许多进入中职学校的医学生，虽然已是高中阶段的年龄，但在为谁而学的问题上概念依然模糊不清，对学习的意义更缺少足够的认识，要想让他们真正学进去，首先要解决好为谁而学的问题。要让他们知道为什么学习，千万别让他们沉溺在为家长而学习的误区。只有认识到为自己而学习，才能努力做到终生学习。一些物理学成绩较差的医学生，或许不是因为智力欠缺，而是不思进取。突出的表现是不读书，不学习，他们意识不到物理学知识对自身发展的价值，宁可把课余时间消耗在娱乐场所或闲聊中，也不愿静下心来看书学习；他们没有毅力进行自我训练，有的在训练中尚未做出任何努力就承认失败，这样下去，对适应今后的工作后果会很严重。因此，要让每位医学生懂得，具有坚实的物理学基础，既是适应医学发展的需要，也是职业对人才的基本要求；既是胜任今后的工作需要，也是生活中赖以生存的一种手段。
2建立兴趣是学好物理学的良好开端
兴趣是最好的老师。有了兴趣就有了学习的动力，就会自主地学习，并产生惊人的学习效率。那么什么是学习兴趣呢？简单地说，学习兴趣就是学习的一种主动性，一种驱动力。有了兴趣就可以越学越爱学，越学越会学，越学越能学。比如：在讲授物理课静电的应用和防护一节时，为了引起学生的学习兴趣，提高求知欲，创设学习动机。上课一开始，就提问学生。静电复印机是怎样将原稿上的字迹印在白纸上的？其工作原理是什么？让学生产生疑问，进入思考。当学生有了兴趣，产生求知欲望，形成学习动机后，再进入教学。这样，本人在黑板上边作图，边演示，使学生理解静电复印机的工作原理是利用光学系统照射将原稿上的像以正电荷的形式成在硒鼓上，再利用正负电荷相吸引的原理，将带负电荷的墨粉被带正电荷的“静电潜像”吸引，并吸附在“静电潜像”上，显出墨粉组成的字迹。进而，由复印机送纸系统送来的带正电荷的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将带负电荷的墨粉吸引到白纸上，最后送入定影区，经高温将字迹固定下来形成文字的。学生有了这样的学习经历，对了解事物的“神秘感”就有了较深刻的理解，对学好物理学基础的重要性也就有了进一步的认识，这无疑为学生有兴趣学好物理学也会建立起良好的开端。
3树立明确的学习目标是学好物理学的内在动力
在多年的教学观察和与学生的交谈中，经常遇到一个比较普遍的现实情况，这就是有些学生课堂上学习比较努力，课下作业也能按时完成，但总是感到学习上有些吃力，成绩平平，没有明显进步。究其原因，本人认为，与学生的学习目标不够明确有关。那么什么是学习目标呢？简单地说就是指一个人在某一时期学习上期望达到的掌握某方面知识或技能水平的目的。人的一生要想取得成功，必须要有一个明确的目标。人生有了目标就有了明确的努力方向。有什么样的人生目标就会成为什么样的人。人生只有确立明确的人生目标，才能走向成功。因此，作为中职学校的医学生，进入学校之后，首先要对自己有一个客观的认识，并在此基础上对今后的学习有一个明确的目标。其次，要使自己明白，只有行动起来，才能培养出热爱学习的学习力。那么什么是学习力呢？简单地说，学习力就是把知识资源转化为个人知识资本的能力。要使自己懂得，一个人最重要的竞争能力就是学习力，它既是中职医学生必须具备的素质，也是成为优秀学生的有效途径。一个人具备了学习力也就具备了学习动力、学习毅力和学习能力。因为学习动力体现学习目标，当你有了努力的目标，你就具备了“应学”的动力；而学习毅力反映学习者的意志，当你学习的意志很坚定的时候，你就有了“能学”的可能；学习能力则来源于学习者掌握的知识及在实践中的应用。只有当三者合而为一的时候，你才真正拥有为自己奋斗的取之不竭的人生动力。而这些恰恰是一个中职医学生学好物理学的关键。
4掌握学习方法是学好物理学的有效途径
在学习物理学基础知识上，要使学生知道，在校学习的时间是有限的。由于学习的内容在大纲中安排的比较多，所涉及的面比较广，这就有必要抓重点、抓关键，而不能象初中阶段那样学的过细，了解的较窄。那么在学习方法上如何适应课程特点，制定切实可行迅速有效的方法呢？本人认为，学好物理学的关键是掌握基础知识，因为物理学中的所谓难题也不过是在简单基础上的综合。因此，学习上掌握教材中的内容十分重要，只有把教材中的重要内容逐步掌握，才能做到触类旁通，为解决综合性难题打下坚实基础。为此，在学习物理学中要在方法上做到“多理解、多练习、多总结”。首先，学习时所谓的多理解，就是对物理学中的基本概念、定义和基本规律做到正确理解。例如：重心、质点、位移、共振、内能、点电荷、磁场、焦距、光谱等，这些概念不仅定义严谨，而且能与其他物理概念形成一个完整的系统。如果概念模糊不清，不但影响做题质量，而且对学习新知识，对系统掌握物理知识都会造成障碍。比如，重心的概念不清楚，涉及重力势能变化的一些题目就难以处理。其次，学习中所谓的多练习，就是对物理学中已经理解的物理概念和基本规律要进行强化训练。目的是对基础知识做进一步加深理解和巩固，它是中职医学生做到能够灵活运用物理规律解决问题的必要途径和有效手段。毕竟，学生课堂上只是被动的接受知识的过程，对解题方法的理解还不够深入，也容易忽视一些真正的难点。因此要有针对性的适量的做一些物理练习题，并通过做题记住重点和难点，掌握解决方法，最终达到掌握知识的目的。最后，所谓的多总结，就是要对已经学过章节的知识进行概括和总结。目的是为了全面理解和掌握所学知识的要点和联系，为今后运用和解决问题提供理论基础。需要强调的是，总结时要注意以下几个问题：（1）要对课堂知识进行分类和整理，总结出各个知识点之间的联系和区别，以便在头脑中形成知识网络；（2）要对不同题型的解题方法进行分析和概括，找出共性和联系，使学过的知识系统化；（3）对已学过的章节要及时做出总结，搞清知识点的来龙去脉，纵横联系，以便建立完整的知识体系；（4）要及时纠正已学过章节中出现的错误，学会分析出现错误的原因并认真纠正。只有这样才能巩固学习的效果，提高解决问题的能力，使自己的物理学基础越来越好。
5结语
物理学作为基础医学、临床医学、预防医学等多门医学学科的基础，是在校的中职医学生必修的基础课。它关系到每位学生以怎样的态度和学习方法，尽快的适应教学，掌握知识，圆满地完成学习任务。中职医学生作为学习的主体，只要对学习的认识，学习兴趣，学习目标和学习方法有一个正确的态度，并付出积极的行动，相信他们的物理学知识将会有一个显著的提高。
参考文献
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[5] 余建明，医学影像技术手册[M].北京：人民卫生出版社，2014：129-130.
【关键词】高职院校 物理教学 创新能力 培养 措施 探讨
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）09-0198-01
前言
从各项知识之间的联系上讲，物理学是许多学科的基础学科，各种类型的基本理论或者新型技术都是由物理学的知识理论发展出来的，或者与物理学有着紧密的联系。物理学本身也包含着丰富的知识及人文底蕴。人类对世界的认知程度不断提升，对于自然界的规律有了更加深刻的认识，其也是物理知识积累的过程，也是各项发明创造的基础，从而达到推动生产力发展及社会进步的目标。现代高职院校的教学中，物理学属于极为重要的主干课程，物理课程的教学不仅能够让学生学到丰富的物理知识及使用的技术，还能够有效的建立起创新意识，培养创新能力，使得学生能够迅速的适应社会，成为综合性的高素质人才。
1.有针对性的教学方式
物理知识十分丰富，类型较为繁杂，包括牛顿经典力学知识、电磁学知识、热力学知识、相对论等。各类理论知识的性质不同，理解难度及方式均有较大的差异。在进行物理教学时需要先全面分析教学内容，紧紧抓住教学的主题，还需要结合学生的情况，有针对性的调整或者灵活选择教学方式，能够有效的优化教学效果，如在进行基本理论或者概念的教学时，教学方式一般是选择直线型的方式，如在讲解惯性的概念时，可以直接说明其基本定义，即物体抵抗其运动状态被改变的性质。在进行实践性较强的知识点时，可以让学生进行充分的讨论，主导课堂，如讲解机械运动时，则可以让学生讨论生活中的机械运动例子，并阐述自身感受到的相对运动。教学方式的变化，可以让学生从不用的角度认识物理知识，对于知识点的理解也更加深刻、全面[1]。
2.丰富的实践活动
物理学本身就是一门实践性较强的学科，其许多理论的来源均是以实践或者实验为基础的。因此老师可以利用实践活动，不断培养学生的实践能力。学生的各项实践活动为动手活动及各项制作活动提供了基础条件，学生在该过程中不仅能够有效的培养起实践性的动手能力，还能够将物理知识带到实践中，理解更加透彻，使得理论回归实践，对于实践也有着良好的指导作用，提高学生的实践效率，互相促进，双向提高。最后讲解其实质上时利用平面镜的成像原理，学生看到的其实是一般真实一般虚幻的影像，在学生吹气时，老师是用看不见的另外一只手将帽子取下来的。不仅能学到知识，还可以进行模仿，在课外时间进行魔术表演等[2]。
3.注重知识拓展
创新思维的培养，一般是根据现有的知识进行各个范围的延伸，且逐渐将其转化成为一种能力，因此在进行物理教学时需要注意拓展知识点，逐步提升学生的物理素养。在教学时需要注意知识点的范围及深度的扩展，使之更好的理解知识点，掌握其概念及特点，在该条件下在进行发散思维，提升其创新能力。另外在拓展知识时也需要进入主题，不能脱离物理课程的内容，老师在备课时可以准备一些与课程有关的资料或者趣味故事等，如在讲解杠杆原理的过程中，可以加入阿基米德的名言及小故事，使学生了解到简单原理背后深沉的文化内涵及丰富的人文知识，不仅能够让学生对于杠杆原理理解的更加透彻，印象深刻，也能够激发其对于物理课程的兴趣，提升学习热情[3]。
4.设计性实验
实验课是物理课程中极为重要的组成部分，在传统的物理教学中，在进行实验课的程序一般是老师先讲解知识点的概念再进行实验，验证概念或者定律，该方式是先给出结果，对于实验的热情也会下降，需要优化实验教学的方法，更加重视学生对于实验的设计能力，使之能够主动融入实验，或者发挥自己的想象力，根据老师讲解的知识点自己设计实验方案并实践完成，探索实验的结果，老师最后进行考核、点评，如在讲解与非门的知识点时，可以鼓励学生在课外进行实验设计，利用与非门控制灯泡的开关，或者利用与非门进行与门、或门、或非门的组合，深入研究其中的逻辑联系及区别，使之能够更加深刻的认识到其中的深意。
5.联系生活实际
物理学与实际生活的联系十分紧密，许多知识都是源于生活。我国现代的教育理念也较为重视在实际生活中运用各种知识，学以致用是十分贴切的教育理论。老师在教学的过程中需要在讲解定律、原理等基础知识时，多将知识引向学生较为熟悉的生活想象，包括光学知识中光的折射，可以列举美丽的彩虹，讲解线路知识时，可以列举家庭常见的楼梯或者走廊的电灯，通常是在进口处有一个开关，尽头也有一个开关，两个开关控制一个电灯，其即为与非门最为普通的体现。学生也可以自行发现生活中的物理现象，并结合知识点，解释该类现象形成的原因等，提高学生的知识深度，逐步实现创新能力的提升[4]。
6.总结
物理学是许多学科的基础，各种理论与技术均是以物理知识为基础发展起来的。为了使学生具有良好的创新能力，达到现代各个企业对于人才的要求，高职院校应在进行物理学的教学中注重培养学生的创新能力，并将该能力转化为学生的习惯或者综合实力，使之具有更好的竞争实力。本文仅从一般的角度分析了高职院校的物理教学中培养学生创新能力的集中方法，在实践的教学活动中，还需要老师全面掌握学生的情况，包括学生的物理知识基础、心理特点、学生整体接受能力等，将理论与实际相结合，探索出适用于实际情况的教学方法，不断提高教学水平，培养学生的创新能力及综合素质，使之能够在将来有更好的发展。
参考文献：
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[2]张书杰.物理教学学生创新能力培养途径[J].教育教学论坛.2010（14）：41-42.
其实,这些机器,无一例外都起着强大而神奇的作用,离开了它们的现代医疗几乎是无法想象的。
在这些先进的机器背后,有一个词汇将它们一并囊括,那就是影像医学。它是伴随着X线的发现,MR扫描仪、CT扫描仪等检查设备的问世而诞生的一门临床学科。影像医学诞生至今,不过百余年时间,却以超乎想象的速度在发展。如今,人们所熟知的X线、CT、超声、MR、PET等医学技术,以及在这些设备引导下的介入治疗,都属于影像医学的范畴。而这一切,都在改变着现代医学的诊疗模式。
进入数码时代
1895年,德国物理学家伦琴在实验室里发现了一种与以往所知的不同的射线,肉眼看不到,却能穿透物体,还能使荧光物质发光。伦琴将其命名为X射线,意为未知。据说,为此而沉迷在实验室的伦琴忘了回家吃饭,而其夫人不得不亲自到实验室找他。
伦琴不是乖乖地跟着夫人回家,而是将夫人的手暴露在这种射线下,为其拍了一张照片。这张照片清晰地显示了手部的骨骼,而这也是人类第一次在不损伤外部皮肤的情况下,看清了活体的内部组织结构。
自此,X线检查技术在医学上起到了前所未有的作用,而伦琴教授也因此获得了诺贝尔物理学奖。
自X线发现后的一百余年里,X线成像设备不断改进,朝着数字化、精细化的方向发展,而辐射损伤的程度也不断降低。
如今,在国内的大医院,你去拍一张胸片,所应用的设备往往是数字化X线摄影机(简称DR),它能在计算机上显示、存储、拷贝,而不像以前只能打印一张胶片。
通俗地讲,现在的X线机,就像数码相机一样,获得的是数码相片。不同的是,这些照片显示的不是人的容貌,而是骨骼、内脏器官或软组织等相关信息。例如,一张胸片,除了能显示肋骨、胸骨、胸椎之外,还能看到心脏、大血管等。肺里面充满空气,被X线穿透后,图像是灰灰的,但如果肺里有炎症或肿瘤,X线穿透力降低,胶片亮度增高,就会形成更亮的灰白色影像。
“切西瓜”的技术
如果把人体比作一个西瓜,那么X线摄影就是拍整个西瓜,而CT则是切西瓜片,看每一片西瓜里瓤啊子啊之类的东西。用X线拍出来的整个西瓜看上去是好的,但切片后,也许会发现里面有溃烂。
可见,CT看到的内部结构更精细,更明确,当然也更利于诊断。
CT是计算机断层摄影术的简称,它将X线与电子计算机、探测器等多种先进技术结合在一起。它是一个划时代的发明,由一个英国物理学家在1969年设计而成。
CT的研制成功被誉为自伦琴发现X射线以后,放射诊断学上最重要的成就。因此,这位牛人与另一位研制者获得了1979年的诺贝尔生理学或医学奖。
CT自诞生到现在不过四十余年的时间,但其更新换代的速度可谓异常之快,从断层扫描到螺旋扫描,从单排探测器到多排探测器等等,每一次改变都是技术的革命,从而也带来非同凡响的效果。
现在,国内三甲医院使用的主流产品是16排、32排、64排螺旋CT。
64排是指拥有64排等距探测器,每360度扫描产生64幅薄层图像。它的扫描速度非常快,3秒钟即可完成肺部的高分辨扫描;每层切片的厚度非常薄,最薄可达0.1毫米;所采集的数据既可作常规图像显示,也可进行三维立体重建,提供更直观的影像图像。
如今,某些医院甚至应用了256排、320排螺旋CT,其功能之强大又是翻了一番。看到这里,读者或许已经产生某种担心:排数越多是否辐射成倍增多?如果是,这项技术就不应该在临床上推广了。真实的情况是,机器的辐射并不是成倍数增长的。
CT检查一般分平扫和增强扫描。平扫是CT的常规检查,能够提供病变的初步定位和定性信息,显示病灶的大小、数目和形态。增强扫描是指静脉注射对比剂(碘剂)后进行扫描,一般是一边推药一边扫描,这可以使病变显示得更清楚。
CT的一个好处就是可以随到随作,扫描速度非常快,所以对于急症患者是非常好的选择。例如,对于急性脑血管病,CT可以对脑出血和脑梗死进行鉴别。
声波的奇妙作用
人能听到声音的频率是有限的,超过2万赫兹的机械振动波,人类是听不到的,这被称作超声波,简称超声。
如果用超声波探测人体,超声波遇到不同的器官和组织会发生反射和衰减,就像我们对着山谷唱歌会有回声一样。将这些反射回来的声波根据强弱,用明暗不同的光点显示在荧屏上,就形成了图像。
临床上,根据信号显示方式、声束扫描方式以及探头的不同,超声可以分为不同的类型,如A型、B型、M型等。而使用最广泛的就是B型超声,简称B超。
B超的缺点是没有固定的投影方式,其影像的产生及结果的判读,大部分有赖于操作者在检查时的观察。
那么,彩超又是何方神圣呢?
其实,所谓的彩色并不是我们肉眼看到的漂亮颜色。彩超,实际上是在普通B超的基础上,采用多普勒原理,增加了血流监测,依据血流不同的方向标示为红色或蓝色。所以,彩超具有二维超声的结构图像,同时提供血流动力学方面的信息。如今,很多人可能还听说过三维、四维彩超,似乎更具诱惑力。其实,三维、四维彩超,实际上也是用普通彩超观察的,只是后期通过转换软件将平面图像立体化,使不懂B超的人也能大致看出胎儿的模样。三维、四维的区别则在“时间维”上,简单来说就是:前者是图片,后者是录像。对于普通的产检要求,B超的准确性并不逊于三维、四维超声,因此产检用B超已经足够。
没有辐射
2003年10月,瑞典卡罗琳斯卡医学院宣布将诺贝尔生理学或医学奖,授予对磁共振成像技术作出重要贡献的两位科学家。
磁共振成像被誉为20世纪最重要的医学技术发明之一,其获奖早在预料之中。卡罗琳斯卡医学院还表示,此项技术可以为脑部和脊髓详细造影,堪称价值连城。
那么,究竟什么是磁共振成像呢?
1946年,物理学家发现了磁共振(英文简称MR)现象,这属于原子物理的范畴。1971年,一位内科医生将其应用到人体,发现良恶性肿瘤的MR信号有所不同。之后,科学家在此基础上造出了MR扫描仪,用于获取人体图像。
MR对人体不具侵袭性,不会产生游离辐射,可多方向扫描,提供三度空间影像,又有高对比的解像力,是现代医学不可或缺的诊断工具。
然而,MR并不是万能的,它依然有很多禁忌证和注意事项。首先,患者体内不能有非顺磁性的金属植入物,比如心脏起搏器、血管夹、骨折后打的钢板钢针等,这些是绝对禁忌。
另外,需要作MR检查的患者必须去除全身的金属物,比如钥匙、手表、手机等。所以,作磁共振检查之前,最好提前在家准备好,穿纯棉的衣服。
身体的卫星云图
PET,是正电子发射计算机断层扫描显像的简称。根据它的全称,你会猜到,它的原理中应用了“正电子”。
以往认为电子是带负电荷的,但是在上世纪20年代,科学家从理论上推断了正电子的存在。1953年,科学家研制出了用于扫描大脑的正电子扫描仪。之后,PET技术飞速发展。
在进行PET检查前,要将正电子示踪剂注入患者体内。这种示踪剂通常是生命代谢所需的物质,如葡萄糖,但被标记了短寿命的放射性核素(如氟-18,碳-11等)。
放射性核素在衰变过程中释放出正电子,正电子与体内的负电子碰撞中和,从而产生一对光子。这对光子被高灵敏度的探头晶体探测到,通过计算机对数据的处理,于是得到高质量的成像。
PET检查虽然应用了放射性核素,但并没那么可怕:一是应用剂量非常小;二是这些核素的半衰期非常短,有的甚至仅为十几分钟。
由于示踪剂是生命的代谢物质,所以,PET就记录了体内各组织的代谢情况。肿瘤往往属于代谢旺盛的恶变组织,因此会比正常组织聚集更多的放射性核素,从而被检测到。
所以,PET就像卫星云图一样,描绘了人体的云层,只不过这些云层代表着组织代谢的状况。
PET的灵敏度和特异性都非常高。另外,PET在肿瘤还未形成形态学异常时,即可通过代谢异常显示出来,医生从而能早期发现。
但是,PET对解剖结构的分辨不如CT,也就是说,它的定位没那么精确。于是,人类将两者合二为一,研制出了PET-CT,让两者优势互补——PET可以显示病灶病理生理特征,发现病灶;CT可以精确地定位病灶,显示病灶结构变化。
PET-CT可以更精确地描绘人体的云图——PET发现厚厚的云层,而CT确定云层的精确位置。
目前,PET及PET-CT主要应用于肿瘤、神经系统以及心血管系统的检查。
影像科医生的告白
“外人问起我的工作时,我一般都是尽量回避——因为我不想受打击!好几次朋友聚会,朋友向他朋友介绍我,称我是医生时,对方马上就会说:‘医生是个好职业呀!工资高,铁饭碗……哪个科的呀?’我回答:‘影像科的’。
“这下好了,开始让人有股暖流的感觉马上就被一盆凉水从头顶浇下来……对方会说:‘哦,拍片的呀!’而且那个‘哦’音很长,似乎大吃一惊。对,我们就是拍片的,拍片的怎么了?医院没有我们这些拍片的能行吗?”
一位影像科医生在网上论坛里这样写下了自己的经历。其实,在一些影像医学论坛里,的确有一些存在类似抱怨的医生。
提起影像科,会让人有点不知所指的感觉。X线?B超?MR?事实上,不同的医院,影像科的具体内容还真不一样。
其实,在学科分类上,以上那些统归为影像医学。但是在科室分类上,不同的医院就不同了。有的把超声单独分出来,叫超声科;有的把X线、MR、CT放在一起,叫放射科;也有的把所有的都放在一起,称为影像科。
其实,这主要是方便医院管理,对患者看病而言,顶多是去作检查的时候找对房间,没有其他什么影响。
被称作“拍片的”,对于影像科医生而言,多多少少心里会有些不舒服,似乎自己硕士、博士毕业就像一个工厂师傅,而非地地道道的医生。
但事实上,一家三甲医院的影像科却是地地道道的临床科室,它包括医生、护士、技师、工程师等。
影像科医生的主要工作是诊断、写报告,或者进行相关的介入治疗。他们与所有临床医生一样,拥有正规医学院的学历,通过执业医师考试。
诊断、写报告,听上去比较轻松,但事实上可不简单。影像医学上,有一个“同病异影,异病同影”的说法,指的是相同的疾病,影像可能会不同,但不同的疾病,影像却可能相似。所以,医生们为了明确地诊断疾病,以防误诊,需要具备扎实的基本功。而这项功夫,很可能需要好多年的修炼。
技师则主要是负责采集图像,他们虽然不用考执业医师证,但也要考大型设备上岗证之类的执照。技师的工作也不是你想象的按下按钮就能搞定。由于现在的机器复杂,技师要设计不同的序列,取得高质量的图像。否则,图像不行,还得重拍。
接下来说一说关于辐射的流言。在天涯论坛上曾有个帖子:一个男生说,自己的女朋友是放射科的医生,家里人不同意他们交往,怕影响生育,他问该不该分手。
说实在话,这样的帖子会让人有点无语。
如今,关于X线对身体的损伤,人们了解得已经比较清楚,所以,放射防护也已经做得比较到位。关于那些放射科医生得白血病、皮肤癌之类的谣传其实很少见。同时,个体之间的差异巨大。的确有一些人对放射很敏感,但并非所有人都如此。
[关键词]物理学习 培养兴趣学习方法
中学阶段各学科中提到物理学科，很多人印象都是一个字——“难”，面对着一道道的物理题，总有不识庐山真面目之感。学生往往刚开始对物理充满好奇，对学好物理充满信心，但经过一段时间学习之后，就会有许多学生开始怀疑自己的能力，认为自己学不好物理这门学科。如何解决这一问题，如何把学生开始的好奇转变成兴趣，把这种兴趣转变成学习物理的积极性，并使之自觉、持久，笔者认为可以从以下几个方面入手：
一、强调物理学与日常生产和生活的联系及影响
紧密联系学生的知识实际和生活实际，利用学生熟悉的生产和生活现象，强调“物理”无处不在，无时不有，时刻伴随在我们身边。无论是早上一睁开眼能看见家里的电视、电话、电脑、网络，到了学校里的所见所闻，都有物理原理在施展着自己的作为，物理与我们的生活如此亲密，物理就在生活中，我们天天都在体验她的存在，感受她带给我们的欢乐，还是在有生产劳动的地方，车、船、飞机、火箭、卫星等工具，从他们的零部件的生产到整体的运动，核电站里的核燃料按物理的规律转化着巨大的自然能量，十字路口的红绿灯自动指挥着忙碌的车流、人流等，数不尽的设备，它们的神奇功能都源出于物理的大本营。许多高新技术如空间技术、现代通讯技术、激光技术、现代医疗技术等的发展都与物理技术密不可分，物理引导着技术，物理创造着生产的动力，物理正创造着人类、宇宙的一个又一个神奇。现代科研与物理科学情同手足，在当前的科学中，生命科学、宇宙起源、材料科学等，他们的研究发展与物理学的研究成果和研究方法密切相关，物理成了开拓发展这些学科的主要工具，如磁悬浮列车的研制要利用超导技术；天文观测工具依赖物理观测技术的发展而发展，从几何光学望远镜到射电望远镜、哈勃望远镜都是物理科研的结晶，物理学是科学技术的基础，对人类社会的发展起着十分重要的作用。
二、做好实验，利用现象激发学生兴趣
物理学是一门以实验为基础的自然科学。做好物理实验是关键一环，通过实验又能促进学习兴趣提高。
演示实验着重现象明显、测量数据较少、易于找到个物理量之间的关系，容易引起学生学习兴趣和调动学生积极性的实验，指导学生利用相应的感官获得感性的认识，在演示后启发学生思考，引导学生分析现象、处理数据、作出实验结论、进行误差分析等；
学生实验注重使学生明确实验目的、原理、相应的思想方法、步骤；如何控制物理条件，使其能再出现该实验所需的物理现象；在什么条件下测量哪些物理量；选择怎样的测量手段，数据记录表格设计等，主要加强实验目的和实验原理的教学，在此基础上其他的要注意的问题也就会迎刃而解，打消学生对实验和实验题的畏惧心理。
三、合适的问题，让学生开动脑筋
物理课堂提问是优化课堂教学、提高学生学习质量的重要手段之一。恰如其分的提问可以活跃课堂气氛，激发学生学习兴趣，反馈学生的学习情况，诱发学生思考，调节学生思维节奏，拉近师生距离。通过提问，可以引导学生进行再现、对比、分析、综合、概括、具体化，全面推进以培养学生的创新精神和实践能力为重点的素质教育，从而达到培养学生综合素质的目的。课堂上，根据具体的情况形成各种不同的问题情境，就可以使学生的注意力迅速集中到特定的事物、现象、专题或概念上来，从而达到优化课堂教学结构的目的。
一次提问能否获得成功，在很大程度上取决于如何问、怎样问。常见的提问方式有：；“逗趣式”能激发学生的兴趣，使学生深思；“设疑式”可以引起学生的有意注意和独立思考；“对比式”可以诱导学生通过比较发现共性、区别个性，有利于发展学生的求异思维和求同思维；“刨根式”能帮助学生揭示物理现象的本质，促使学生对问题认识的深化；“比喻式”能帮助学生发生联想、想象，有利于学生形象思维能力的提高；“辐射式”能引导学生从多方面去分析解决问题，有利于对学生发散思维的培养。提问过程中要语言亲切，注意倾听学生发言，营造宽松、和谐的氛围，让学生有话想说，有话说完。
四、使用多媒体教学
在信息社会高速发展的今天，多媒体课件全面运用于物理教学，多媒体能把语言文字所描绘的情境以声、形、图、色等直观形象逼真地展现出来，能把学生的非注意力因素集中起来，从而诱发学生学习的兴趣和求知欲，渲染教学氛围，构置特定的教学情境，，使学生在一种积极主动的心理状态下接受了知识，使课堂信息量加大，学生易于接受，更重要的是可以有效地突破教学重难点，提高学生能力，教学效果相当明显。
五、物理模型的建立
物理模型是形象思维和抽象思维的统一，是物理学研究的常用方法，正确物理建模思想构建可以提高学生理解和分析处理问题的能力。
教学过程中可以利用实体映射影像构建模型、利用对比重主忽次构建模型、利用知识积累过程构建模型、利用理想实验构建模型、利用知识交叉物理－数学构建模型等。通过物理建模教学，采用模型构建思想的方法，突出物理情景问题的主要部分，疏通思路，帮助学生建立起清晰的物理情景，使物理问题简单化，这样不仅起到增强学生学习的兴趣和自信心的作用，同时还潜意识地培养了学生的创造性的能力。
在近几年的高考中考中出现了大量的与实际生产、生活相联系的题目，体现了“从生活走进物理，从物理走向生活”的新课程理念。要解决这类问题，能否将实际问题与头脑中已有物理模型建立联系，将实际问题转换为物理问题是关键，物理模型在实际问题与物理问题间起到了桥梁的作用。物理习题对物理模型的涉及通常有两类情况：一类是习题直接给出物理模型，如“质点”、“点电荷”、“理想气体”、“简谐运动”等，学生在解题时只需对这类模型进行“再现”。第二类习题给出的是密切联系生活、生产和科学技术的问题，这些实际问题未经加工处理，要求学生用已学过的知识，把实际问题转化为熟知的物理模型，从而让那些看上去无处下手的题目得以顺利解决，增强学生的信心和兴趣。
