① 我们用大写字母“J”表示物理学中的哪个指标
1、热量(heat)的公制单位,简称“焦”,是为了纪念英国着名物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳而创立的。
2、转动惯量(Moment of Inertia)是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度,用字母I或J表示。[1] 在经典力学中,转动惯量(又称质量惯性矩,简称惯距)通常以I 或J表示,SI 单位为 kg·m²。对于一个质点,I = mr²,其中 m 是其质量,r 是质点和转轴的垂直距离。转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量,可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性,用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。
希望采纳 谢谢
② 什么是物理性质指标
物理性质指标是物理学专业术语。一是指物质不需要经过化学变化就表现出来的性质, 二是指物质没有发生化学反应就表现出来的性质叫做物理性质。
③ 近些年物理学没什么大突破,难道是受到什么限制
20世纪的科学界真的是百花齐放,各家争鸣,出了很多物理学大咖,还真的是热闹非凡,可以和中国古时候的战国时期和欧洲近代的文艺复兴时期相媲美,毫不夸张的说你每天睡觉起来,可能就会听到又有了新发现或者谁提出了新理论。
虽然20世纪前半叶是人类社会动荡的时代,但丝毫没有阻碍科学的迅猛发展,但到了21世纪很多人就会感觉理论物理学怎么好久都没有啥重大突破了?例如题目所说近百年来,这着实有点夸张。那为什么近几十年来理论物理好像停滞不前了?这就要从一个成熟的科学理论的发展过程说起。
纵观人类的科学史,我们不难发现,物理学的发展异常迅猛,科学理论的不断提出和完善已经将人类科学推到了认知的前沿。也就是说现在你想凭借一己之力,在目前的理论基础上再往前推进已经十分困难了。这个道理很简单,这就跟我们上学的时候,老师让我们用一个词语造句,你肯定会想赶紧叫我,因为越到后面越难,别人把容易的都说了。
例如,欧洲的大型强子对撞机在2012年发现预测的希格斯玻色子以后,由于能量已达上限,再无任何建树,这只能说明在这个能量段内以无新粒子。要想突破物理学前言就要提高能量继续撞,所说就一定能撞出东西,但只要能量够高,肯定是会发现新物理的。
这就是我国前段时间为何在争论对撞机的原因,这是个烧钱的无底洞,你能不能装出东西还不好说,说不定你建造的对撞机在这个能量下就有粒子,说不定就没有。所以杨振宁也说了,对撞机的风头已过,在往上走可能花钱不讨好。
所以目前处在科学前沿的理论物理学,阻碍其发展的是我们目前无法跟上的实验设备和观测手段。总的来说,不管啥事,越往后越难。
④ 在物理学中什么叫误差指的是衡量刻度的单位的时候,谢谢回答
误差分为绝对误差和相对误差
物理实验离不开对物理量的测量,测量有直接的,也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制,测量不可能无限精确,物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异,这种差异就是测量误差。
相对误差又叫测量误差为:
相对误差则是绝对误差与真值的比值,因此它是一个百分数。由于测量值的真值是不可知的,因此其相对误差也是无法准确获知的,我们提到相对误差时,指的一般是相对误差限,即相对误差可能取得的最大值(上限)
绝对误差:
绝对误差是测量值对真值偏离的绝对大小,因此它的单位与测量值的单位相同;设某物理量的测量值为x,它的真值为a,则x-a=ε;由此式所表示的误差ε和测量值x具有相同的单位,它反映测量值偏离真值的大小,所以称为绝对误差。
⑤ 物理学上完全超重是什么,有没有完全超重
超重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)大于物体所受重力的现象叫做超重.当物体做向上加速运动或向下减速运动时,物体均处于超重状态,即不管物体如何运动,只要具有向上的加速度(加速度可以无限增大),物体就处于超重状态.
失重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)小于物体所受重力的现象叫做失重,当物体处于自由落体运动时就是完全失重状态(此时向下加速度为g不会再增大).
所以由上面只要具有向上的加速度,物体就处于超重状态,也就是说向上的加速度可以无限大即无限超重但没有上限,所以没有完全超重的说法.
⑥ gain rate 物理学中什么意思
压摆率也称转换速率。压摆率的意思就是运算放大器输出电压的转换速率,单位有通常有V/s,V/ms和V/μs三种,它反映 的是一个运算放大器在速度方面的指标。一般来说,压摆率高的运放,其工作电流也越大,亦即耗电也大的意思。但压摆率却是高速运放的重要指标。比如说 SGM721 的压摆率为8.5V/μs压摆率在英文里是slew rate,简写为SR。压摆率也称转换速率。??压摆率的意思就是运算放大器输出电压的转换速率,单位有通常有V/s,V/ms和V/μs三种,它反映 的是一个运算放大器在速度方面的指标,表示运放对信号变化速度的适应能力,是衡量运放在大幅度信号作用时工作速度的参数。当输入信号变化斜率的绝对值小于SR时,输出电压才按线性规律变化。信号幅值越大、频率越高,要求运放的SR也越大。??一般来说,压摆率高的运放,其工作电流也越大,亦即耗电也大的意思。但压摆率却是高速运放的重要指标。??比如说OP07的压摆率为0.3V/μs 即1μs时间内电压从0V上升到0.3V,而OPA637(G=-1,10V step)SR=135 V/μs ,明显比OP07快。?????? 处理交流信号的话,增益带宽积(GBP)和转换速率(SR)是主要考虑的指标。 处理直流或低频信号的话,就要主要考虑失调电压和失调电流。什么是增益带宽积? 英文:Gain Bandwidth Proct。 缩写: GBP。这是用来简单衡量放大器的性能的一个参数。就像它的名字一样,这个参数表示增益和带宽的乘积。按照放大器的定义,这个乘积是一定的。举例说明:一个放大器的GBP号称为1G。如果它的增益为+2V/V。那么带宽=1G÷2=500M。如果它的增益为+4V/V,那么带宽=1G÷4=250M。以此类推。总之,增益和带宽之间满足这个简单的乘积关系。所以像某些运放,制造厂商宣称的GBP很高,如3.9G。可是它的条件是G(增益)=+20V/V。其实算下来,带宽也很有限了。
⑦ CT,MRI的发明人是物理学家,工程专家说明了什么
我先说几句,CT成像是在X射线的基础上运用计算机技术,使平面重叠的X像可以清晰一个平面一个平面的扫描.磁共振是原子核在强磁场中共振所得到的信号,然后经过图象重建得到的,它可以在人体的各个平面成像.说白了,它的成像和扫描部位质子的多少有关.他们的区别主要是原理,设备,其成像特点,检查技术,图象的分析与诊断,及他们在临床的应用.
CT的基本原理一、CT成像过程
X线成像是利用人体对X线的选择性吸收原理,当X线透过人体后在荧光屏上或胶片上形成组织和器官的图像,CT的成像也与之相仿。
CT扫描的过程是由高度准直的X线束环绕人体某一检查部位作360度的横断面扫描的过程。检查床平移时,X线从不同方向照射病人,穿过人体的X线束因有部分光子被人体吸收而发生衰减,未被吸收的光子穿透人体再经后准直由探测器接收。探测器接受了穿过人体以后的强弱不同的X线,转换为自信号由数据采集系统(data acquisition system,DAS)进行采集。大量接收到模拟信号信息通过模数(A/D)转换器转换为数字信号输入电子计算机进行处理运算。经过初步处理的成为采集的原始数据(raw data),原始数据经过卷曲、滤过处理,其后称为滤过后的原始数据(6lteredrawdata)。由数模(D/A)转换器通过不同的灰阶在显示屏上显像从而获得该部位横断面的解剖结构图象,即CT横断面图象。
因此,CT检查得到的是反应人体组织结构分布的数字影象,从根本上克服了常规X线检查图像前后重叠的缺陷,使医学影像诊断学检查有了质的飞跃。
二、CT成像的基本原理
通常,探测器所接受到的射线信号的强弱,取决于该部位的人体截面内组织的密度。密度高的组织,例如骨骼吸收X线较多,探测器接收到的信号较弱;密度较低的组织,例如脂肪、空腔脏器等吸收X线较少,探测器获得的信号较强。这种不同组织对X线吸收值不同的性质可用组织的吸收系数μ来表示,所以探测器所接收到的信号强弱所反映的是人体组织不同的μ值。而CT正是利用X线穿透人体后的衰减特性作为其诊断疾病的依据。
X线穿透人体后的衰减遵守指数衰减规律I=I0e-μd。
式中:I为通过人体吸收后衰减的X线强度;I0为入射X线强度;μ为接收X线照射组织的线性吸收系数;d为受检部位人体组织的厚度。
通过电子计算机运算列出人体组织受检层面的吸收系数,并将之分布在合成图象的栅状阵列即矩阵的方格(阵元)内。矩阵上每个阵元相当于重建图象上的一个图象点,称为像素(pixel)。CT的成像过程就是求出每个像素的衰减系数的过程。如果像素越小、探测器数目越多,计算机所测出的衰减系数就越多、越精确,重建出的图象也就越清晰。目前,CT机的矩阵多为256×256,512×512,其乘积即为每个矩阵所包含的像素数
核磁共振成像
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人脑纵切面的核磁共振成像核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging,简称NMRI),又称自旋成像(spin imaging),也称磁共振成像、磁振造影(Magnetic Resonance Imaging,简称MRI),是利用核磁共振(nuclear magnetic resonnance,简称NMR)原理,依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减,通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波,即可得知构成这一物体原子核的位置和种类,据此可以绘制成物体内部的结构图像。
将这种技术用于人体内部结构的成像,就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用,大大加快了核磁共振成像的速度,使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实,极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。
从核磁共振现象发现到MRI技术成熟这几十年期间,有关核磁共振的研究领域曾在三个领域(物理、化学、生理学或医学)内获得了6次诺贝尔奖,足以说明此领域及其衍生技术的重要性。
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1 物理原理
1.1 原理概述
1.2 数学运算
2 系统组成
2.1 NMR实验装置
2.2 MRI系统的组成
2.2.1 磁铁系统
2.2.2 射频系统
2.2.3 计算机图像重建系统
2.3 MRI的基本方法
3 技术应用
3.1 MRI在医学上的应用
3.1.1 原理概述
3.1.2 磁共振成像的优点
3.1.3 MRI的缺点及可能存在的危害
3.2 MRI在化学领域的应用
3.3 磁共振成像的其他进展
4 诺贝尔获奖者的贡献
5 未来展望
6 相关条目
6.1 磁化准备
6.2 取像方法
6.3 医学生理性应用
7 参考文献
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物理原理
通过一个磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画,由头顶开始,一直到基部。[编辑]
原理概述
核磁共振成像是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。医生考虑到患者对“核”的恐惧心理,故常将这门技术称为磁共振成像。它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生章动产生射频信号,经计算机处理而成像的。
原子核在进动中,吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲,即外加交变磁场的频率等于拉莫频率,原子核就发生共振吸收,去掉射频脉冲之后,原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来,称为共振发射。共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”。
核磁共振成像的“核”指的是氢原子核,因为人体的约70%是由水组成的,MRI即依赖水中氢原子。当把物体放置在磁场中,用适当的电磁波照射它,使之共振,然后分析它释放的电磁波,就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类,据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。
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数学运算
原子核带正电并有自旋运动,其自旋运动必将产生磁矩,称为核磁矩。研究表明,核磁矩μ与原子核的自旋角动量S 成正比,即
式中γ 为比例系数,称为原子核的旋磁比。在外磁场中,原子核自旋角动量的空间取向是量子化的,它在外磁场方向上的投影值可表示为
m为核自旋量子数。依据核磁矩与自旋角动量的关系,核磁矩在外磁场中的取向也是量子化的,它在磁场方向上的投影值为
对于不同的核,m分别取整数或半整数。在外磁场中,具有磁矩的原子核具有相应的能量,其数值可表示为
式中B为磁感应强度。可见,原子核在外磁场中的能量也是量子化的。由于磁矩和磁场的相互作用,自旋能量分裂成一系列分立的能级,相邻的两个能级之差ΔE = γhB。用频率适当的电磁辐射照射原子核,如果电磁辐射光子能量hν恰好为两相邻核能级之差ΔE,则原子核就会吸收这个光子,发生核磁共振的频率条件是:
式中ν为频率,ω为角频率。对于确定的核,旋磁比γ可被精确地测定。可见,通过测定核磁共振时辐射场的频率ν,就能确定磁感应强度;反之,若已知磁感应强度,即可确定核的共振频率。
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系统组成
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NMR实验装置
采用调节频率的方法来达到核磁共振。由线圈向样品发射电磁波,调制振荡器的作用是使射频电磁波的频率在样品共振频率附近连续变化。当频率正好与核磁共振频率吻合时,射频振荡器的输出就会出现一个吸收峰,这可以在示波器上显示出来,同时由频率计即刻读出这时的共振频率值。核磁共振谱仪是专门用于观测核磁共振的仪器,主要由磁铁、探头和谱仪三大部分组成。磁铁的功用是产生一个恒定的磁场;探头置于磁极之间,用于探测核磁共振信号;谱仪是将共振信号放大处理并显示和记录下来。
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MRI系统的组成
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磁铁系统
静磁场:当前临床所用超导磁铁,磁场强度有0.5到4.0T,常见的为1.5T和3.0T,另有匀磁线圈(shim coil)协助达到高均匀度。
梯度场:用来产生并控制磁场中的梯度,以实现NMR信号的空间编码。这个系统有三组线圈,产生x、y、z三个方向的梯度场,线圈组的磁场叠加起来,可得到任意方向的梯度场。
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射频系统
射频(RF)发生器:产生短而强的射频场,以脉冲方式加到样品上,使样品中的氢核产生NMR现象。
射频(RF)接收器:接收NMR信号,放大后进入图像处理系统。
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计算机图像重建系统
由射频接收器送来的信号经A/D转换器,把模拟信号转换成数学信号,根据与观察层面各体素的对应关系,经计算机处理,得出层面图像数据,再经D/A转换器,加到图像显示器上,按NMR的大小,用不同的灰度等级显示出欲观察层面的图像。
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MRI的基本方法
选片梯度场Gz
相编码和频率编码
图像重建
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技术应用
3D MRI[编辑]
MRI在医学上的应用
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原理概述
氢核是人体成像的首选核种:人体各种组织含有大量的水和碳氢化合物,所以氢核的核磁共振灵活度高、信号强,这是人们首选氢核作为人体成像元素的原因。NMR信号强度与样品中氢核密度有关,人体中各种组织间含水比例不同,即含氢核数的多少不同,则NMR信号强度有差异,利用这种差异作为特征量,把各种组织分开,这就是氢核密度的核磁共振图像。人体不同组织之间、正常组织与该组织中的病变组织之间氢核密度、弛豫时间T1、T2三个参数的差异,是MRI用于临床诊断最主要的物理基础。
当施加一射频脉冲信号时,氢核能态发生变化,射频过后,氢核返回初始能态,共振产生的电磁波便发射出来。原子核振动的微小差别可以被精确地检测到,经过进一步的计算机处理,即可能获得反应组织化学结构组成的三维图像,从中我们可以获得包括组织中水分差异以及水分子运动的信息。这样,病理变化就能被记录下来。
人体2/3的重量为水分,如此高的比例正是磁共振成像技术能被广泛应用于医学诊断的基础。人体内器官和组织中的水分并不相同,很多疾病的病理过程会导致水分形态的变化,即可由磁共振图像反应出来。
MRI所获得的图像非常清晰精细,大大提高了医生的诊断效率,避免了剖胸或剖腹探查诊断的手术。由于MRI不使用对人体有害的X射线和易引起过敏反应的造影剂,因此对人体没有损害。MRI可对人体各部位多角度、多平面成像,其分辨力高,能更客观更具体地显示人体内的解剖组织及相邻关系,对病灶能更好地进行定位定性。对全身各系统疾病的诊断,尤其是早期肿瘤的诊断有很大的价值。
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磁共振成像的优点
与1901年获得诺贝尔物理学奖的普通X射线或1979年获得诺贝尔医学奖的计算机层析成像(computerized tomography, CT)相比,磁共振成像的最大优点是它是目前少有的对人体没有任何伤害的安全、快速、准确的临床诊断方法。如今全球每年至少有6000万病例利用核磁共振成像技术进行检查。具体说来有以下几点:
对人体没有游离辐射损伤;
各种参数都可以用来成像,多个成像参数能提供丰富的诊断信息,这使得医疗诊断和对人体内代谢和功能的研究方便、有效。例如肝炎和肝硬化的T1值变大,而肝癌的T1值更大,作T1加权图像,可区别肝部良性肿瘤与恶性肿瘤;
通过调节磁场可自由选择所需剖面。能得到其它成像技术所不能接近或难以接近部位的图像。对于椎间盘和脊髓,可作矢状面、冠状面、横断面成像,可以看到神经根、脊髓和神经节等。能获得脑和脊髓的立体图像,不像CT(只能获取与人体长轴垂直的剖面图)那样一层一层地扫描而有可能漏掉病变部位;
能诊断心脏病变,CT因扫描速度慢而难以胜任;
对软组织有极好的分辨力。对膀胱、直肠、子宫、阴道、骨、关节、肌肉等部位的检查优于CT;
原则上所有自旋不为零的核元素都可以用以成像,例如氢(1H)、碳(13C)、氮(14N和15N)、磷(31P)等。
人类腹部冠状切面磁共振影像[编辑]
MRI的缺点及可能存在的危害
虽然MRI对患者没有致命性的损伤,但还是给患者带来了一些不适感。在MRI诊断前应当采取必要的措施,把这种负面影响降到最低限度。其缺点主要有:
和CT一样,MRI也是解剖性影像诊断,很多病变单凭核磁共振检查仍难以确诊,不像内窥镜可同时获得影像和病理两方面的诊断;
对肺部的检查不优于X射线或CT检查,对肝脏、胰腺、肾上腺、前列腺的检查不比CT优越,但费用要高昂得多;
对胃肠道的病变不如内窥镜检查;
扫描时间长,空间分辨力不够理想;
由于强磁场的原因,MRI对诸如体内有磁金属或起搏器的特殊病人却不能适用。
MRI系统可能对人体造成伤害的因素主要包括以下方面:
强静磁场:在有铁磁性物质存在的情况下,不论是埋植在患者体内还是在磁场范围内,都可能是危险因素;
随时间变化的梯度场:可在受试者体内诱导产生电场而兴奋神经或肌肉。外周神经兴奋是梯度场安全的上限指标。在足够强度下,可以产生外周神经兴奋(如刺痛或叩击感),甚至引起心脏兴奋或心室振颤;
射频场(RF)的致热效应:在MRI聚焦或测量过程中所用到的大角度射频场发射,其电磁能量在患者组织内转化成热能,使组织温度升高。RF的致热效应需要进一步探讨,临床扫瞄仪对于射频能量有所谓“特定吸收率”(specific absorption rate, SAR)的限制;
噪声:MRI运行过程中产生的各种噪声,可能使某些患者的听力受到损伤;
造影剂的毒副作用:目前使用的造影剂主要为含钆的化合物,副作用发生率在2%-4%。
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MRI在化学领域的应用
MRI在化学领域的应用没有医学领域那么广泛,主要是因为技术上的难题及成像材料上的困难,目前主要应用于以下几个方面:
在高分子化学领域,如碳纤维增强环氧树脂的研究、固态反应的空间有向性研究、聚合物中溶剂扩散的研究、聚合物硫化及弹性体的均匀性研究等;
在金属陶瓷中,通过对多孔结构的研究来检测陶瓷制品中存在的砂眼;
在火箭燃料中,用于探测固体燃料中的缺陷以及填充物、增塑剂和推进剂的分布情况;
在石油化学方面,主要侧重于研究流体在岩石中的分布状态和流通性以及对油藏描述与强化采油机理的研究。
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磁共振成像的其他进展
核磁共振分析技术是通过核磁共振谱线特征参数(如谱线宽度、谱线轮廓形状、谱线面积、谱线位置等)的测定来分析物质的分子结构与性质。它可以不破坏被测样品的内部结构,是一种完全无损的检测方法。同时,它具有非常高的分辨本领和精确度,而且可以用于测量的核也比较多,所有这些都优于其它测量方法。因此,核磁共振技术在物理、化学、医疗、石油化工、考古等方面获得了广泛的应用。
磁共振显微术(MR micros, MRM/μMRI)是MRI技术中稍微晚一些发展起来的技术,MRM最高空间分辨率是4μm,已经可以接近一般光学显微镜像的水平。MRM已经非常普遍地用作疾病和药物的动物模型研究。
活体磁共振能谱(in vivo MR spectros, MRS)能够测定动物或人体某一指定部位的NMR谱,从而直接辨认和分析其中的化学成分。
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诺贝尔获奖者的贡献
2003年10月6日,瑞典卡罗林斯卡医学院宣布,2003年诺贝尔生理学或医学奖授予美国化学家保罗·劳特布尔(Paul C. Lauterbur)和英国物理学家彼得·曼斯菲尔德(Peter Mansfield),以表彰他们在医学诊断和研究领域内所使用的核磁共振成像技术领域的突破性成就。
劳特布尔的贡献是,在主磁场内附加一个不均匀的磁场,把梯度引入磁场中,从而创造了一种可视的用其他技术手段却看不到的物质内部结构的二维结构图像。他描述了怎样把梯度磁体添加到主磁体中,然后能看到沉浸在重水中的装有普通水的试管的交叉截面。除此之外没有其他图像技术可以在普通水和重水之间区分图像。通过引进梯度磁场,可以逐点改变核磁共振电磁波频率,通过对发射出的电磁波的分析,可以确定其信号来源。
曼斯菲尔德进一步发展了有关在稳定磁场中使用附加的梯度磁场理论,推动了其实际应用。他发现磁共振信号的数学分析方法,为该方法从理论走向应用奠定了基础。这使得10年后磁共振成像成为临床诊断的一种现实可行的方法。他利用磁场中的梯度更为精确地显示共振中的差异。他证明,如何有效而迅速地分析探测到的信号,并且把它们转化成图像。曼斯菲尔德还提出了极快速的梯度变化可以获得瞬间即逝的图像,即平面回波扫描成像(echo-planar imaging, EPI)技术,成为20世纪90年代开始蓬勃兴起的功能磁共振成像(functional MRI, fMRI)研究的主要手段。
雷蒙德·达马蒂安的“用于癌组织检测的设备和方法”值得一提的是,2003年诺贝尔物理学奖获得者们在超导体和超流体理论上做出的开创性贡献,为获得2003年度诺贝尔生理学或医学奖的两位科学家开发核磁共振扫描仪提供了理论基础,为核磁共振成像技术铺平了道路。由于他们的理论工作,核磁共振成像技术才取得了突破,使人体内部器官高清晰度的图像成为可能。
此外,在2003年10月10日的《纽约时报》和《华盛顿邮报》上,同时出现了佛纳(Fonar)公司的一则整版广告:“雷蒙德·达马蒂安(Raymond Damadian),应当与彼得·曼斯菲尔德和保罗·劳特布尔分享2003年诺贝尔生理学或医学奖。没有他,就没有核磁共振成像技术。”指责诺贝尔奖委员会“篡改历史”而引起广泛争议。事实上,对MRI的发明权归属问题已争论了许多年,而且争得颇为激烈。而在学界看来,达马蒂安更多是一个生意人,而不是科学家。
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未来展望
人脑是如何思维的,一直是个谜。而且是科学家们关注的重要课题。而利用MRI的脑功能成像则有助于我们在活体和整体水平上研究人的思维。其中,关于盲童的手能否代替眼睛的研究,是一个很好的样本。正常人能见到蓝天碧水,然后在大脑里构成图像,形成意境,而从未见过世界的盲童,用手也能摸文字,文字告诉他大千世界,盲童是否也能“看”到呢?专家通过功能性MRI,扫描正常和盲童的大脑,发现盲童也会像正常人一样,在大脑的视皮质部有很好的激活区。由此可以初步得出结论,盲童通过认知教育,手是可以代替眼睛“看”到外面世界的。
快速扫描技术的研究与应用,将使经典MRI成像方法扫描病人的时间由几分钟、十几分钟缩短至几毫秒,使因器官运动对图像造成的影响忽略不计;MRI血流成像,利用流空效应使MRI图像上把血管的形态鲜明地呈现出来,使测量血管中血液的流向和流速成为可能;MRI波谱分析可利用高磁场实现人体局部组织的波谱分析技术,从而增加帮助诊断的信息;脑功能成像,利用高磁场共振成像研究脑的功能及其发生机制是脑科学中最重要的课题。有理由相信,MRI将发展成为思维阅读器。
20世纪中叶至今,信息技术和生命科学是发展最活跃的两个领域,专家相信,作为这两者结合物的MRI技术,继续向微观和功能检查上发展,对揭示生命的奥秘将发挥更大的作用。
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相关条目
核磁共振
射频
射频线圈
梯度磁场
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磁化准备
反转回复(inversion recovery)
饱和回覆(saturation recovery)
驱动平衡(driven equilibrium)
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取像方法
自旋回波(spin echo)
梯度回波(gradient echo)
平行成像(parallel imaging)
面回波成像(echo-planar imaging, EPI)
定常态自由进动成像(steady-state free precession imaging, SSFP)
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医学生理性应用
磁振血管摄影(MR angiography)
磁振胆胰摄影(MR cholangiopancreatogram, MRCP)
扩散权重影像(diffusion-weighted image)
扩散张量影像(diffusion tensor image)
灌流权重影像(perfusion-weighted image)
功能性磁共振成像(functional MRI, fMRI)
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参考文献
傅杰青〈核磁共振——获得诺贝尔奖次数最多的一个科学专题〉《自然杂志》, 2003, (06):357-261
别业广、吕桦〈再谈核磁共振在医学方面的应用〉《物理与工程》, 2004, (02):34, 61
金永君、艾延宝〈核磁共振技术及应用〉《物理与工程》, 2002, (01):47-48, 50
刘东华、李显耀、孙朝晖〈核磁共振成像〉《大学物理》, 1997, (10):36-39, 29
阮萍〈核磁共振成像及其医学应用〉《广西物理》, 1999, (02):50-53, 28
Lauterbur P C Nature, 1973, 242:190
黄卫华〈走近核磁共振〉《医药与保健》, 2004, (03):15
叶朝辉〈磁共振成像新进展〉《物理》, 2004, (01):12-17
田建广、刘买利、夏照帆、叶朝辉〈磁共振成像的安全性〉《波谱学杂志》, 2002, (06):505-511
蒋子江〈核磁共振成像NMRI在化学领域中的应用〉《化学世界》, 1995, (11):563-565
樊庆福〈核磁共振成像与诺贝尔奖〉《上海生物医学工程》, 2003, (04):封三
⑧ 物理学中,把频率高于什么的声音叫做什么,因为他超过了人类听觉的上限。
把频率高于2万赫兹的声音叫做超声波,因为它超过了人类听觉的上限。
⑨ 力学性能主要包括哪些指标
包括:弹性指标、硬度指标、强度指标、塑性指标、韧性指标、疲劳性能、断裂韧度。
一、弹性指标
1、正弹性模量
定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示,单位为达因每平方厘米。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量,用G表示;压缩形变时的模量称为压缩模量,用K表示;模量的倒数称为柔量,用J表示。
2、切变弹性模量
切变弹性模量G,材料的基本物理特性参数之一,与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比ν 并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。
3、比例极限
材料在弹性阶段分成线弹性和非线弹性两个部分,线弹性阶段材料的应力与变形完全为直线关系,其应力最高点为比例极限,符号:σP。
4、弹性极限
材料受外力作用,在一定限度内,消除外力,仍能恢复原状,称为该材料弹性形变阶段。弹性极限即该材料保持弹性形变不产生永久形变时,所能承受的最大的应力,用σe表示,单位为MPa( 或N/mm² )。大多数金属零件可以通过热处理来提高其弹性极限。
二、强度性能指标
1、强度极限
物体在外力作用下发生破坏时出现的最大应力,也可称为破坏强度或破坏应力。一般用标称应力来表示。根据应力种类的不同,可分为拉伸强度(σt)、压缩强度(σc)、剪切强度(σs)等。符号为σb,单位为MPa( 或N/mm² )。
2、抗拉强度
试样在拉伸过程中,材料经过屈服阶段后进入强化阶段,随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力 (Fb),除以试样原横截面积 (So) 所得的应力 (σ),称为抗拉强度或者强度极限 (σb),单位为N/mm² (MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。
3、抗弯强度
指的是材料抵抗弯曲不断裂的能力。弯曲试验中测定材料的抗弯强度一般指试样破坏时拉伸侧表面的最大正应力。在实验室中,对材料的抗弯强度进行测试一般采用三点抗弯法和四点抗弯法。其中四点测试要两个加载力,比较复杂;三点测试最常用。
4、抗压强度
抗压强度代号σbc,指外力是压力时的强度极限。
5、抗剪强度
代号σc,指外力与材料轴线垂直,并对材料呈剪切作用时的强度极限。耐火材料中炮泥的抗剪强度称为蚀亚值,单位MPa。有专用的炮泥蚀亚值测试仪。
6、抗扭强度
用圆柱形材料试件作抗扭实验可求得扭矩和扭角的关系,相应最大扭矩的最大剪断应力叫抗扭强度。扭矩在物理学中就是力矩的大小,等于力和力臂的乘积,国际单位是牛米N·m。
7、屈服极限(或者称屈服点)
试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
8、屈服强度
金属材料发生屈服现象时的屈服极限,即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限,称为条件屈服极限或屈服强度。
9、持久强度
在给定的温度下和规定时间内,试样发生断裂的应力值,用符号σ(T,t) 表示。其中σ表示应力,单位为MPa;T为温度,单位为℃;t为时间,单位为h。
三、硬度性能指标
1、洛氏硬度
将压头(金刚石圆锥,钢球或者硬质合金球)按两个步骤(初实验力和主实验力)压入试样表面,经规定保持时间卸除主实验力,测量在初实验力下的残余痕深度h。
洛氏硬度没有单位,是一个无纲量的力学性能指标,其最常用的硬度标尺有A、B、C三种,通常记作HRA、HRB、HRC,其表示方法为硬度数据+硬度符号,如50HRC。
2、维氏硬度
将相对面夹角为136°的正四棱锥金刚石压头以一定的载荷压入试样表面,并保持一定的时间后卸除试验力,所使用的载荷与试样表面上形成的压痕的面积之比。
报告维氏硬度值的标准格式为xHVy。例如185HV5中,185是维氏硬度值,5指的是测量所用的负荷值(单位:千克力)。
3、肖氏硬度
根据规定形状的压针在标准弹簧压力作用下,于规定时间内压入试样的深度转换成的硬度值,代号为HS。
四、塑性指标
1、伸长率(延伸率)
指在拉力作用下,密封材料硬化体的伸长量占原来长度的百分率 (%)。弹性恢复率是指:密封材料硬化体产生的变形能否完全恢复的程度 (%)。伸长率越大,且弹性恢复率越大,表明密封材料的变形适应性越好。代号:δ,单位:%。
2、断面收缩率
材料受拉力断裂时断面缩小,断面缩小的面积与原面积之比值叫断面收缩率, 老标准JB/T 6396-1992 中用ψ表示,新标准JB/T 6396-2006 中用Z表示,单位为%。
五、韧性指标
1、冲击韧性
反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力,一般由冲击韧性值 (ak) 和冲击功 (Ak) 表示,其单位分别为J/cm²和J(焦耳)。冲击韧性或冲击功试验(简称冲击试验),因试验温度不同而分为常温、低温和高温冲击试验三种;若按试样缺口形状又可分为"V"形缺口和"U"形缺口冲击试验两种。
2、冲击吸收功
指规定形状和尺寸的试样,在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功。
3、小能量多次冲击力
六、疲劳性能指标疲劳极限(或者称疲劳强度)
疲劳极限是材料学里的一个及重要的物理量,表现一种材料对周期应力的承受能力。在疲劳试验中,应力交变循环大至无限次,而试样仍不破损时的最大应力叫疲劳极限。
七、断裂韧度性能
在弹塑性条件下,当应力场强度因子增大到某一临界值,裂纹便失稳扩展而导致材料断裂,这个临界或失稳扩展的应力场强度因子即断裂韧度。它反映了材料抵抗裂纹失稳扩展即抵抗脆断的能力。