① 我們用大寫字母「J」表示物理學中的哪個指標
1、熱量(heat)的公制單位,簡稱「焦」,是為了紀念英國著名物理學家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳而創立的。
2、轉動慣量(Moment of Inertia)是剛體繞軸轉動時慣性(回轉物體保持其勻速圓周運動或靜止的特性)的量度,用字母I或J表示。[1] 在經典力學中,轉動慣量(又稱質量慣性矩,簡稱慣距)通常以I 或J表示,SI 單位為 kg·m²。對於一個質點,I = mr²,其中 m 是其質量,r 是質點和轉軸的垂直距離。轉動慣量在旋轉動力學中的角色相當於線性動力學中的質量,可形式地理解為一個物體對於旋轉運動的慣性,用於建立角動量、角速度、力矩和角加速度等數個量之間的關系。
希望採納 謝謝
② 什麼是物理性質指標
物理性質指標是物理學專業術語。一是指物質不需要經過化學變化就表現出來的性質, 二是指物質沒有發生化學反應就表現出來的性質叫做物理性質。
③ 近些年物理學沒什麼大突破,難道是受到什麼限制
20世紀的科學界真的是百花齊放,各家爭鳴,出了很多物理學大咖,還真的是熱鬧非凡,可以和中國古時候的戰國時期和歐洲近代的文藝復興時期相媲美,毫不誇張的說你每天睡覺起來,可能就會聽到又有了新發現或者誰提出了新理論。
雖然20世紀前半葉是人類社會動盪的時代,但絲毫沒有阻礙科學的迅猛發展,但到了21世紀很多人就會感覺理論物理學怎麼好久都沒有啥重大突破了?例如題目所說近百年來,這著實有點誇張。那為什麼近幾十年來理論物理好像停滯不前了?這就要從一個成熟的科學理論的發展過程說起。
縱觀人類的科學史,我們不難發現,物理學的發展異常迅猛,科學理論的不斷提出和完善已經將人類科學推到了認知的前沿。也就是說現在你想憑借一己之力,在目前的理論基礎上再往前推進已經十分困難了。這個道理很簡單,這就跟我們上學的時候,老師讓我們用一個詞語造句,你肯定會想趕緊叫我,因為越到後面越難,別人把容易的都說了。
例如,歐洲的大型強子對撞機在2012年發現預測的希格斯玻色子以後,由於能量已達上限,再無任何建樹,這只能說明在這個能量段內以無新粒子。要想突破物理學前言就要提高能量繼續撞,所說就一定能撞出東西,但只要能量夠高,肯定是會發現新物理的。
這就是我國前段時間為何在爭論對撞機的原因,這是個燒錢的無底洞,你能不能裝出東西還不好說,說不定你建造的對撞機在這個能量下就有粒子,說不定就沒有。所以楊振寧也說了,對撞機的風頭已過,在往上走可能花錢不討好。
所以目前處在科學前沿的理論物理學,阻礙其發展的是我們目前無法跟上的實驗設備和觀測手段。總的來說,不管啥事,越往後越難。
④ 在物理學中什麼叫誤差指的是衡量刻度的單位的時候,謝謝回答
誤差分為絕對誤差和相對誤差
物理實驗離不開對物理量的測量,測量有直接的,也有間接的。由於儀器、實驗條件、環境等因素的限制,測量不可能無限精確,物理量的測量值與客觀存在的真實值之間總會存在著一定的差異,這種差異就是測量誤差。
相對誤差又叫測量誤差為:
相對誤差則是絕對誤差與真值的比值,因此它是一個百分數。由於測量值的真值是不可知的,因此其相對誤差也是無法准確獲知的,我們提到相對誤差時,指的一般是相對誤差限,即相對誤差可能取得的最大值(上限)
絕對誤差:
絕對誤差是測量值對真值偏離的絕對大小,因此它的單位與測量值的單位相同;設某物理量的測量值為x,它的真值為a,則x-a=ε;由此式所表示的誤差ε和測量值x具有相同的單位,它反映測量值偏離真值的大小,所以稱為絕對誤差。
⑤ 物理學上完全超重是什麼,有沒有完全超重
超重:物體對支持物的壓力(或對懸繩的拉力)大於物體所受重力的現象叫做超重.當物體做向上加速運動或向下減速運動時,物體均處於超重狀態,即不管物體如何運動,只要具有向上的加速度(加速度可以無限增大),物體就處於超重狀態.
失重:物體對支持物的壓力(或對懸繩的拉力)小於物體所受重力的現象叫做失重,當物體處於自由落體運動時就是完全失重狀態(此時向下加速度為g不會再增大).
所以由上面只要具有向上的加速度,物體就處於超重狀態,也就是說向上的加速度可以無限大即無限超重但沒有上限,所以沒有完全超重的說法.
⑥ gain rate 物理學中什麼意思
壓擺率也稱轉換速率。壓擺率的意思就是運算放大器輸出電壓的轉換速率,單位有通常有V/s,V/ms和V/μs三種,它反映 的是一個運算放大器在速度方面的指標。一般來說,壓擺率高的運放,其工作電流也越大,亦即耗電也大的意思。但壓擺率卻是高速運放的重要指標。比如說 SGM721 的壓擺率為8.5V/μs壓擺率在英文里是slew rate,簡寫為SR。壓擺率也稱轉換速率。??壓擺率的意思就是運算放大器輸出電壓的轉換速率,單位有通常有V/s,V/ms和V/μs三種,它反映 的是一個運算放大器在速度方面的指標,表示運放對信號變化速度的適應能力,是衡量運放在大幅度信號作用時工作速度的參數。當輸入信號變化斜率的絕對值小於SR時,輸出電壓才按線性規律變化。信號幅值越大、頻率越高,要求運放的SR也越大。??一般來說,壓擺率高的運放,其工作電流也越大,亦即耗電也大的意思。但壓擺率卻是高速運放的重要指標。??比如說OP07的壓擺率為0.3V/μs 即1μs時間內電壓從0V上升到0.3V,而OPA637(G=-1,10V step)SR=135 V/μs ,明顯比OP07快。?????? 處理交流信號的話,增益帶寬積(GBP)和轉換速率(SR)是主要考慮的指標。 處理直流或低頻信號的話,就要主要考慮失調電壓和失調電流。什麼是增益帶寬積? 英文:Gain Bandwidth Proct。 縮寫: GBP。這是用來簡單衡量放大器的性能的一個參數。就像它的名字一樣,這個參數表示增益和帶寬的乘積。按照放大器的定義,這個乘積是一定的。舉例說明:一個放大器的GBP號稱為1G。如果它的增益為+2V/V。那麼帶寬=1G÷2=500M。如果它的增益為+4V/V,那麼帶寬=1G÷4=250M。以此類推。總之,增益和帶寬之間滿足這個簡單的乘積關系。所以像某些運放,製造廠商宣稱的GBP很高,如3.9G。可是它的條件是G(增益)=+20V/V。其實算下來,帶寬也很有限了。
⑦ CT,MRI的發明人是物理學家,工程專家說明了什麼
我先說幾句,CT成像是在X射線的基礎上運用計算機技術,使平面重疊的X像可以清晰一個平面一個平面的掃描.磁共振是原子核在強磁場中共振所得到的信號,然後經過圖象重建得到的,它可以在人體的各個平面成像.說白了,它的成像和掃描部位質子的多少有關.他們的區別主要是原理,設備,其成像特點,檢查技術,圖象的分析與診斷,及他們在臨床的應用.
CT的基本原理一、CT成像過程
X線成像是利用人體對X線的選擇性吸收原理,當X線透過人體後在熒光屏上或膠片上形成組織和器官的圖像,CT的成像也與之相仿。
CT掃描的過程是由高度準直的X線束環繞人體某一檢查部位作360度的橫斷面掃描的過程。檢查床平移時,X線從不同方向照射病人,穿過人體的X線束因有部分光子被人體吸收而發生衰減,未被吸收的光子穿透人體再經後準直由探測器接收。探測器接受了穿過人體以後的強弱不同的X線,轉換為自信號由數據採集系統(data acquisition system,DAS)進行採集。大量接收到模擬信號信息通過模數(A/D)轉換器轉換為數字信號輸入電子計算機進行處理運算。經過初步處理的成為採集的原始數據(raw data),原始數據經過捲曲、濾過處理,其後稱為濾過後的原始數據(6lteredrawdata)。由數模(D/A)轉換器通過不同的灰階在顯示屏上顯像從而獲得該部位橫斷面的解剖結構圖象,即CT橫斷面圖象。
因此,CT檢查得到的是反應人體組織結構分布的數字影象,從根本上克服了常規X線檢查圖像前後重疊的缺陷,使醫學影像診斷學檢查有了質的飛躍。
二、CT成像的基本原理
通常,探測器所接受到的射線信號的強弱,取決於該部位的人體截面內組織的密度。密度高的組織,例如骨骼吸收X線較多,探測器接收到的信號較弱;密度較低的組織,例如脂肪、空腔臟器等吸收X線較少,探測器獲得的信號較強。這種不同組織對X線吸收值不同的性質可用組織的吸收系數μ來表示,所以探測器所接收到的信號強弱所反映的是人體組織不同的μ值。而CT正是利用X線穿透人體後的衰減特性作為其診斷疾病的依據。
X線穿透人體後的衰減遵守指數衰減規律I=I0e-μd。
式中:I為通過人體吸收後衰減的X線強度;I0為入射X線強度;μ為接收X線照射組織的線性吸收系數;d為受檢部位人體組織的厚度。
通過電子計算機運算列出人體組織受檢層面的吸收系數,並將之分布在合成圖象的柵狀陣列即矩陣的方格(陣元)內。矩陣上每個陣元相當於重建圖象上的一個圖象點,稱為像素(pixel)。CT的成像過程就是求出每個像素的衰減系數的過程。如果像素越小、探測器數目越多,計算機所測出的衰減系數就越多、越精確,重建出的圖象也就越清晰。目前,CT機的矩陣多為256×256,512×512,其乘積即為每個矩陣所包含的像素數
核磁共振成像
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人腦縱切面的核磁共振成像核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging,簡稱NMRI),又稱自旋成像(spin imaging),也稱磁共振成像、磁振造影(Magnetic Resonance Imaging,簡稱MRI),是利用核磁共振(nuclear magnetic resonnance,簡稱NMR)原理,依據所釋放的能量在物質內部不同結構環境中不同的衰減,通過外加梯度磁場檢測所發射出的電磁波,即可得知構成這一物體原子核的位置和種類,據此可以繪製成物體內部的結構圖像。
將這種技術用於人體內部結構的成像,就產生出一種革命性的醫學診斷工具。快速變化的梯度磁場的應用,大大加快了核磁共振成像的速度,使該技術在臨床診斷、科學研究的應用成為現實,極大地推動了醫學、神經生理學和認知神經科學的迅速發展。
從核磁共振現象發現到MRI技術成熟這幾十年期間,有關核磁共振的研究領域曾在三個領域(物理、化學、生理學或醫學)內獲得了6次諾貝爾獎,足以說明此領域及其衍生技術的重要性。
目錄 [隱藏]
1 物理原理
1.1 原理概述
1.2 數學運算
2 系統組成
2.1 NMR實驗裝置
2.2 MRI系統的組成
2.2.1 磁鐵系統
2.2.2 射頻系統
2.2.3 計算機圖像重建系統
2.3 MRI的基本方法
3 技術應用
3.1 MRI在醫學上的應用
3.1.1 原理概述
3.1.2 磁共振成像的優點
3.1.3 MRI的缺點及可能存在的危害
3.2 MRI在化學領域的應用
3.3 磁共振成像的其他進展
4 諾貝爾獲獎者的貢獻
5 未來展望
6 相關條目
6.1 磁化准備
6.2 取像方法
6.3 醫學生理性應用
7 參考文獻
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物理原理
通過一個磁共振成像掃描人類大腦獲得的一個連續切片的動畫,由頭頂開始,一直到基部。[編輯]
原理概述
核磁共振成像是隨著計算機技術、電子電路技術、超導體技術的發展而迅速發展起來的一種生物磁學核自旋成像技術。醫生考慮到患者對「核」的恐懼心理,故常將這門技術稱為磁共振成像。它是利用磁場與射頻脈沖使人體組織內進動的氫核(即H+)發生章動產生射頻信號,經計算機處理而成像的。
原子核在進動中,吸收與原子核進動頻率相同的射頻脈沖,即外加交變磁場的頻率等於拉莫頻率,原子核就發生共振吸收,去掉射頻脈沖之後,原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以電磁波的形式發射出來,稱為共振發射。共振吸收和共振發射的過程叫做「核磁共振」。
核磁共振成像的「核」指的是氫原子核,因為人體的約70%是由水組成的,MRI即依賴水中氫原子。當把物體放置在磁場中,用適當的電磁波照射它,使之共振,然後分析它釋放的電磁波,就可以得知構成這一物體的原子核的位置和種類,據此可以繪製成物體內部的精確立體圖像。
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數學運算
原子核帶正電並有自旋運動,其自旋運動必將產生磁矩,稱為核磁矩。研究表明,核磁矩μ與原子核的自旋角動量S 成正比,即
式中γ 為比例系數,稱為原子核的旋磁比。在外磁場中,原子核自旋角動量的空間取向是量子化的,它在外磁場方向上的投影值可表示為
m為核自旋量子數。依據核磁矩與自旋角動量的關系,核磁矩在外磁場中的取向也是量子化的,它在磁場方向上的投影值為
對於不同的核,m分別取整數或半整數。在外磁場中,具有磁矩的原子核具有相應的能量,其數值可表示為
式中B為磁感應強度。可見,原子核在外磁場中的能量也是量子化的。由於磁矩和磁場的相互作用,自旋能量分裂成一系列分立的能級,相鄰的兩個能級之差ΔE = γhB。用頻率適當的電磁輻射照射原子核,如果電磁輻射光子能量hν恰好為兩相鄰核能級之差ΔE,則原子核就會吸收這個光子,發生核磁共振的頻率條件是:
式中ν為頻率,ω為角頻率。對於確定的核,旋磁比γ可被精確地測定。可見,通過測定核磁共振時輻射場的頻率ν,就能確定磁感應強度;反之,若已知磁感應強度,即可確定核的共振頻率。
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系統組成
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NMR實驗裝置
採用調節頻率的方法來達到核磁共振。由線圈向樣品發射電磁波,調制振盪器的作用是使射頻電磁波的頻率在樣品共振頻率附近連續變化。當頻率正好與核磁共振頻率吻合時,射頻振盪器的輸出就會出現一個吸收峰,這可以在示波器上顯示出來,同時由頻率計即刻讀出這時的共振頻率值。核磁共振譜儀是專門用於觀測核磁共振的儀器,主要由磁鐵、探頭和譜儀三大部分組成。磁鐵的功用是產生一個恆定的磁場;探頭置於磁極之間,用於探測核磁共振信號;譜儀是將共振信號放大處理並顯示和記錄下來。
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MRI系統的組成
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磁鐵系統
靜磁場:當前臨床所用超導磁鐵,磁場強度有0.5到4.0T,常見的為1.5T和3.0T,另有勻磁線圈(shim coil)協助達到高均勻度。
梯度場:用來產生並控制磁場中的梯度,以實現NMR信號的空間編碼。這個系統有三組線圈,產生x、y、z三個方向的梯度場,線圈組的磁場疊加起來,可得到任意方向的梯度場。
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射頻系統
射頻(RF)發生器:產生短而強的射頻場,以脈沖方式加到樣品上,使樣品中的氫核產生NMR現象。
射頻(RF)接收器:接收NMR信號,放大後進入圖像處理系統。
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計算機圖像重建系統
由射頻接收器送來的信號經A/D轉換器,把模擬信號轉換成數學信號,根據與觀察層面各體素的對應關系,經計算機處理,得出層面圖像數據,再經D/A轉換器,加到圖像顯示器上,按NMR的大小,用不同的灰度等級顯示出欲觀察層面的圖像。
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MRI的基本方法
選片梯度場Gz
相編碼和頻率編碼
圖像重建
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技術應用
3D MRI[編輯]
MRI在醫學上的應用
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原理概述
氫核是人體成像的首選核種:人體各種組織含有大量的水和碳氫化合物,所以氫核的核磁共振靈活度高、信號強,這是人們首選氫核作為人體成像元素的原因。NMR信號強度與樣品中氫核密度有關,人體中各種組織間含水比例不同,即含氫核數的多少不同,則NMR信號強度有差異,利用這種差異作為特徵量,把各種組織分開,這就是氫核密度的核磁共振圖像。人體不同組織之間、正常組織與該組織中的病變組織之間氫核密度、弛豫時間T1、T2三個參數的差異,是MRI用於臨床診斷最主要的物理基礎。
當施加一射頻脈沖信號時,氫核能態發生變化,射頻過後,氫核返回初始能態,共振產生的電磁波便發射出來。原子核振動的微小差別可以被精確地檢測到,經過進一步的計算機處理,即可能獲得反應組織化學結構組成的三維圖像,從中我們可以獲得包括組織中水分差異以及水分子運動的信息。這樣,病理變化就能被記錄下來。
人體2/3的重量為水分,如此高的比例正是磁共振成像技術能被廣泛應用於醫學診斷的基礎。人體內器官和組織中的水分並不相同,很多疾病的病理過程會導致水分形態的變化,即可由磁共振圖像反應出來。
MRI所獲得的圖像非常清晰精細,大大提高了醫生的診斷效率,避免了剖胸或剖腹探查診斷的手術。由於MRI不使用對人體有害的X射線和易引起過敏反應的造影劑,因此對人體沒有損害。MRI可對人體各部位多角度、多平面成像,其分辨力高,能更客觀更具體地顯示人體內的解剖組織及相鄰關系,對病灶能更好地進行定位定性。對全身各系統疾病的診斷,尤其是早期腫瘤的診斷有很大的價值。
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磁共振成像的優點
與1901年獲得諾貝爾物理學獎的普通X射線或1979年獲得諾貝爾醫學獎的計算機層析成像(computerized tomography, CT)相比,磁共振成像的最大優點是它是目前少有的對人體沒有任何傷害的安全、快速、准確的臨床診斷方法。如今全球每年至少有6000萬病例利用核磁共振成像技術進行檢查。具體說來有以下幾點:
對人體沒有游離輻射損傷;
各種參數都可以用來成像,多個成像參數能提供豐富的診斷信息,這使得醫療診斷和對人體內代謝和功能的研究方便、有效。例如肝炎和肝硬化的T1值變大,而肝癌的T1值更大,作T1加權圖像,可區別肝部良性腫瘤與惡性腫瘤;
通過調節磁場可自由選擇所需剖面。能得到其它成像技術所不能接近或難以接近部位的圖像。對於椎間盤和脊髓,可作矢狀面、冠狀面、橫斷面成像,可以看到神經根、脊髓和神經節等。能獲得腦和脊髓的立體圖像,不像CT(只能獲取與人體長軸垂直的剖面圖)那樣一層一層地掃描而有可能漏掉病變部位;
能診斷心臟病變,CT因掃描速度慢而難以勝任;
對軟組織有極好的分辨力。對膀胱、直腸、子宮、陰道、骨、關節、肌肉等部位的檢查優於CT;
原則上所有自旋不為零的核元素都可以用以成像,例如氫(1H)、碳(13C)、氮(14N和15N)、磷(31P)等。
人類腹部冠狀切面磁共振影像[編輯]
MRI的缺點及可能存在的危害
雖然MRI對患者沒有致命性的損傷,但還是給患者帶來了一些不適感。在MRI診斷前應當採取必要的措施,把這種負面影響降到最低限度。其缺點主要有:
和CT一樣,MRI也是解剖性影像診斷,很多病變單憑核磁共振檢查仍難以確診,不像內窺鏡可同時獲得影像和病理兩方面的診斷;
對肺部的檢查不優於X射線或CT檢查,對肝臟、胰腺、腎上腺、前列腺的檢查不比CT優越,但費用要高昂得多;
對胃腸道的病變不如內窺鏡檢查;
掃描時間長,空間分辨力不夠理想;
由於強磁場的原因,MRI對諸如體內有磁金屬或起搏器的特殊病人卻不能適用。
MRI系統可能對人體造成傷害的因素主要包括以下方面:
強靜磁場:在有鐵磁性物質存在的情況下,不論是埋植在患者體內還是在磁場范圍內,都可能是危險因素;
隨時間變化的梯度場:可在受試者體內誘導產生電場而興奮神經或肌肉。外周神經興奮是梯度場安全的上限指標。在足夠強度下,可以產生外周神經興奮(如刺痛或叩擊感),甚至引起心臟興奮或心室振顫;
射頻場(RF)的致熱效應:在MRI聚焦或測量過程中所用到的大角度射頻場發射,其電磁能量在患者組織內轉化成熱能,使組織溫度升高。RF的致熱效應需要進一步探討,臨床掃瞄器對於射頻能量有所謂「特定吸收率」(specific absorption rate, SAR)的限制;
雜訊:MRI運行過程中產生的各種雜訊,可能使某些患者的聽力受到損傷;
造影劑的毒副作用:目前使用的造影劑主要為含釓的化合物,副作用發生率在2%-4%。
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MRI在化學領域的應用
MRI在化學領域的應用沒有醫學領域那麼廣泛,主要是因為技術上的難題及成像材料上的困難,目前主要應用於以下幾個方面:
在高分子化學領域,如碳纖維增強環氧樹脂的研究、固態反應的空間有向性研究、聚合物中溶劑擴散的研究、聚合物硫化及彈性體的均勻性研究等;
在金屬陶瓷中,通過對多孔結構的研究來檢測陶瓷製品中存在的砂眼;
在火箭燃料中,用於探測固體燃料中的缺陷以及填充物、增塑劑和推進劑的分布情況;
在石油化學方面,主要側重於研究流體在岩石中的分布狀態和流通性以及對油藏描述與強化採油機理的研究。
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磁共振成像的其他進展
核磁共振分析技術是通過核磁共振譜線特徵參數(如譜線寬度、譜線輪廓形狀、譜線面積、譜線位置等)的測定來分析物質的分子結構與性質。它可以不破壞被測樣品的內部結構,是一種完全無損的檢測方法。同時,它具有非常高的分辨本領和精確度,而且可以用於測量的核也比較多,所有這些都優於其它測量方法。因此,核磁共振技術在物理、化學、醫療、石油化工、考古等方面獲得了廣泛的應用。
磁共振顯微術(MR micros, MRM/μMRI)是MRI技術中稍微晚一些發展起來的技術,MRM最高空間解析度是4μm,已經可以接近一般光學顯微鏡像的水平。MRM已經非常普遍地用作疾病和葯物的動物模型研究。
活體磁共振能譜(in vivo MR spectros, MRS)能夠測定動物或人體某一指定部位的NMR譜,從而直接辨認和分析其中的化學成分。
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諾貝爾獲獎者的貢獻
2003年10月6日,瑞典卡羅林斯卡醫學院宣布,2003年諾貝爾生理學或醫學獎授予美國化學家保羅·勞特布爾(Paul C. Lauterbur)和英國物理學家彼得·曼斯菲爾德(Peter Mansfield),以表彰他們在醫學診斷和研究領域內所使用的核磁共振成像技術領域的突破性成就。
勞特布爾的貢獻是,在主磁場內附加一個不均勻的磁場,把梯度引入磁場中,從而創造了一種可視的用其他技術手段卻看不到的物質內部結構的二維結構圖像。他描述了怎樣把梯度磁體添加到主磁體中,然後能看到沉浸在重水中的裝有普通水的試管的交叉截面。除此之外沒有其他圖像技術可以在普通水和重水之間區分圖像。通過引進梯度磁場,可以逐點改變核磁共振電磁波頻率,通過對發射出的電磁波的分析,可以確定其信號來源。
曼斯菲爾德進一步發展了有關在穩定磁場中使用附加的梯度磁場理論,推動了其實際應用。他發現磁共振信號的數學分析方法,為該方法從理論走向應用奠定了基礎。這使得10年後磁共振成像成為臨床診斷的一種現實可行的方法。他利用磁場中的梯度更為精確地顯示共振中的差異。他證明,如何有效而迅速地分析探測到的信號,並且把它們轉化成圖像。曼斯菲爾德還提出了極快速的梯度變化可以獲得瞬間即逝的圖像,即平面回波掃描成像(echo-planar imaging, EPI)技術,成為20世紀90年代開始蓬勃興起的功能磁共振成像(functional MRI, fMRI)研究的主要手段。
雷蒙德·達馬蒂安的「用於癌組織檢測的設備和方法」值得一提的是,2003年諾貝爾物理學獎獲得者們在超導體和超流體理論上做出的開創性貢獻,為獲得2003年度諾貝爾生理學或醫學獎的兩位科學家開發核磁共振掃描儀提供了理論基礎,為核磁共振成像技術鋪平了道路。由於他們的理論工作,核磁共振成像技術才取得了突破,使人體內部器官高清晰度的圖像成為可能。
此外,在2003年10月10日的《紐約時報》和《華盛頓郵報》上,同時出現了佛納(Fonar)公司的一則整版廣告:「雷蒙德·達馬蒂安(Raymond Damadian),應當與彼得·曼斯菲爾德和保羅·勞特布爾分享2003年諾貝爾生理學或醫學獎。沒有他,就沒有核磁共振成像技術。」指責諾貝爾獎委員會「篡改歷史」而引起廣泛爭議。事實上,對MRI的發明權歸屬問題已爭論了許多年,而且爭得頗為激烈。而在學界看來,達馬蒂安更多是一個生意人,而不是科學家。
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未來展望
人腦是如何思維的,一直是個謎。而且是科學家們關注的重要課題。而利用MRI的腦功能成像則有助於我們在活體和整體水平上研究人的思維。其中,關於盲童的手能否代替眼睛的研究,是一個很好的樣本。正常人能見到藍天碧水,然後在大腦里構成圖像,形成意境,而從未見過世界的盲童,用手也能摸文字,文字告訴他大千世界,盲童是否也能「看」到呢?專家通過功能性MRI,掃描正常和盲童的大腦,發現盲童也會像正常人一樣,在大腦的視皮質部有很好的激活區。由此可以初步得出結論,盲童通過認知教育,手是可以代替眼睛「看」到外面世界的。
快速掃描技術的研究與應用,將使經典MRI成像方法掃描病人的時間由幾分鍾、十幾分鍾縮短至幾毫秒,使因器官運動對圖像造成的影響忽略不計;MRI血流成像,利用流空效應使MRI圖像上把血管的形態鮮明地呈現出來,使測量血管中血液的流向和流速成為可能;MRI波譜分析可利用高磁場實現人體局部組織的波譜分析技術,從而增加幫助診斷的信息;腦功能成像,利用高磁場共振成像研究腦的功能及其發生機制是腦科學中最重要的課題。有理由相信,MRI將發展成為思維閱讀器。
20世紀中葉至今,信息技術和生命科學是發展最活躍的兩個領域,專家相信,作為這兩者結合物的MRI技術,繼續向微觀和功能檢查上發展,對揭示生命的奧秘將發揮更大的作用。
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相關條目
核磁共振
射頻
射頻線圈
梯度磁場
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磁化准備
反轉回復(inversion recovery)
飽和回覆(saturation recovery)
驅動平衡(driven equilibrium)
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取像方法
自旋迴波(spin echo)
梯度回波(gradient echo)
平行成像(parallel imaging)
面回波成像(echo-planar imaging, EPI)
定常態自由進動成像(steady-state free precession imaging, SSFP)
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醫學生理性應用
磁振血管攝影(MR angiography)
磁振膽胰攝影(MR cholangiopancreatogram, MRCP)
擴散權重影像(diffusion-weighted image)
擴散張量影像(diffusion tensor image)
灌流權重影像(perfusion-weighted image)
功能性磁共振成像(functional MRI, fMRI)
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參考文獻
傅傑青〈核磁共振——獲得諾貝爾獎次數最多的一個科學專題〉《自然雜志》, 2003, (06):357-261
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⑧ 物理學中,把頻率高於什麼的聲音叫做什麼,因為他超過了人類聽覺的上限。
把頻率高於2萬赫茲的聲音叫做超聲波,因為它超過了人類聽覺的上限。
⑨ 力學性能主要包括哪些指標
包括:彈性指標、硬度指標、強度指標、塑性指標、韌性指標、疲勞性能、斷裂韌度。
一、彈性指標
1、正彈性模量
定義為理想材料有小形變時應力與相應的應變之比。E以單位面積上承受的力表示,單位為達因每平方厘米。模量的性質依賴於形變的性質。剪切形變時的模量稱為剪切模量,用G表示;壓縮形變時的模量稱為壓縮模量,用K表示;模量的倒數稱為柔量,用J表示。
2、切變彈性模量
切變彈性模量G,材料的基本物理特性參數之一,與楊氏(壓縮、拉伸)彈性模量E、泊桑比ν 並列為材料的三項基本物理特性參數,在材料力學、彈性力學中有廣泛的應用。
3、比例極限
材料在彈性階段分成線彈性和非線彈性兩個部分,線彈性階段材料的應力與變形完全為直線關系,其應力最高點為比例極限,符號:σP。
4、彈性極限
材料受外力作用,在一定限度內,消除外力,仍能恢復原狀,稱為該材料彈性形變階段。彈性極限即該材料保持彈性形變不產生永久形變時,所能承受的最大的應力,用σe表示,單位為MPa( 或N/mm² )。大多數金屬零件可以通過熱處理來提高其彈性極限。
二、強度性能指標
1、強度極限
物體在外力作用下發生破壞時出現的最大應力,也可稱為破壞強度或破壞應力。一般用標稱應力來表示。根據應力種類的不同,可分為拉伸強度(σt)、壓縮強度(σc)、剪切強度(σs)等。符號為σb,單位為MPa( 或N/mm² )。
2、抗拉強度
試樣在拉伸過程中,材料經過屈服階段後進入強化階段,隨著橫向截面尺寸明顯縮小在拉斷時所承受的最大力 (Fb),除以試樣原橫截面積 (So) 所得的應力 (σ),稱為抗拉強度或者強度極限 (σb),單位為N/mm² (MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。
3、抗彎強度
指的是材料抵抗彎曲不斷裂的能力。彎曲試驗中測定材料的抗彎強度一般指試樣破壞時拉伸側表面的最大正應力。在實驗室中,對材料的抗彎強度進行測試一般採用三點抗彎法和四點抗彎法。其中四點測試要兩個載入力,比較復雜;三點測試最常用。
4、抗壓強度
抗壓強度代號σbc,指外力是壓力時的強度極限。
5、抗剪強度
代號σc,指外力與材料軸線垂直,並對材料呈剪切作用時的強度極限。耐火材料中炮泥的抗剪強度稱為蝕亞值,單位MPa。有專用的炮泥蝕亞值測試儀。
6、抗扭強度
用圓柱形材料試件作抗扭實驗可求得扭矩和扭角的關系,相應最大扭矩的最大剪斷應力叫抗扭強度。扭矩在物理學中就是力矩的大小,等於力和力臂的乘積,國際單位是牛米N·m。
7、屈服極限(或者稱屈服點)
試樣在拉伸時,當應力超過彈性極限,即使應力不再增加,而試樣仍繼續發生明顯的塑性變形,稱此現象為屈服,而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。
8、屈服強度
金屬材料發生屈服現象時的屈服極限,即抵抗微量塑性變形的應力。對於無明顯屈服的金屬材料,規定以產生0.2%殘余變形的應力值為其屈服極限,稱為條件屈服極限或屈服強度。
9、持久強度
在給定的溫度下和規定時間內,試樣發生斷裂的應力值,用符號σ(T,t) 表示。其中σ表示應力,單位為MPa;T為溫度,單位為℃;t為時間,單位為h。
三、硬度性能指標
1、洛氏硬度
將壓頭(金剛石圓錐,鋼球或者硬質合金球)按兩個步驟(初實驗力和主實驗力)壓入試樣表面,經規定保持時間卸除主實驗力,測量在初實驗力下的殘余痕深度h。
洛氏硬度沒有單位,是一個無綱量的力學性能指標,其最常用的硬度標尺有A、B、C三種,通常記作HRA、HRB、HRC,其表示方法為硬度數據+硬度符號,如50HRC。
2、維氏硬度
將相對面夾角為136°的正四棱錐金剛石壓頭以一定的載荷壓入試樣表面,並保持一定的時間後卸除試驗力,所使用的載荷與試樣表面上形成的壓痕的面積之比。
報告維氏硬度值的標准格式為xHVy。例如185HV5中,185是維氏硬度值,5指的是測量所用的負荷值(單位:千克力)。
3、肖氏硬度
根據規定形狀的壓針在標准彈簧壓力作用下,於規定時間內壓入試樣的深度轉換成的硬度值,代號為HS。
四、塑性指標
1、伸長率(延伸率)
指在拉力作用下,密封材料硬化體的伸長量占原來長度的百分率 (%)。彈性恢復率是指:密封材料硬化體產生的變形能否完全恢復的程度 (%)。伸長率越大,且彈性恢復率越大,表明密封材料的變形適應性越好。代號:δ,單位:%。
2、斷面收縮率
材料受拉力斷裂時斷面縮小,斷面縮小的面積與原面積之比值叫斷面收縮率, 老標准JB/T 6396-1992 中用ψ表示,新標准JB/T 6396-2006 中用Z表示,單位為%。
五、韌性指標
1、沖擊韌性
反映金屬材料對外來沖擊負荷的抵抗能力,一般由沖擊韌性值 (ak) 和沖擊功 (Ak) 表示,其單位分別為J/cm²和J(焦耳)。沖擊韌性或沖擊功試驗(簡稱沖擊試驗),因試驗溫度不同而分為常溫、低溫和高溫沖擊試驗三種;若按試樣缺口形狀又可分為"V"形缺口和"U"形缺口沖擊試驗兩種。
2、沖擊吸收功
指規定形狀和尺寸的試樣,在沖擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功。
3、小能量多次沖擊力
六、疲勞性能指標疲勞極限(或者稱疲勞強度)
疲勞極限是材料學里的一個及重要的物理量,表現一種材料對周期應力的承受能力。在疲勞試驗中,應力交變循環大至無限次,而試樣仍不破損時的最大應力叫疲勞極限。
七、斷裂韌度性能
在彈塑性條件下,當應力場強度因子增大到某一臨界值,裂紋便失穩擴展而導致材料斷裂,這個臨界或失穩擴展的應力場強度因子即斷裂韌度。它反映了材料抵抗裂紋失穩擴展即抵抗脆斷的能力。