課程資訊
課程名稱
生醫波動力學
Biomedical Wave Propagation 
開課學期
109-2 
授課對象
工學院  醫學工程學研究所  
授課教師
施博仁 
課號
DBME5017 
課程識別碼
528 U1900 
班次
 
學分
3.0 
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期三2,3,4(9:10~12:10) 
上課地點
 
備註
本課程中文授課,使用英文教科書。永齡439室
限本系所學生(含輔系、雙修生) 且 限學士班三年級以上
總人數上限:25人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1092DBME5017_ 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

生物波動力學是研習生物體中波傳遞動態問題的基礎課程,內容闡述了應力波在軟介質中的波傳現象與數學解析。醫學中很多量測的技術,均是透過量測波的訊號,而產生定位或影像。由於波傳的技術是更高階的物理量,所以課程中先以工程數學的偏微分方程式為基礎,進階探討彈性力學,並推導所需之基本方程式,最後以論文探索方式,介紹醫學常見的非線性波傳議題。課程初期探討薄膜和一維桿件為例,說明波傳的基本特性及數學解析方法。以連續體的理論模型為基礎建立三維波傳問題的控制方程式,以及解析方法和動態問題基本特性探討。以平面簡諧波為例,說明了其在無窮域及半平面的波傳和兩平面間的波導現象。最後,在透過討論的方式,了解非線性波的的各類特徵。經過學期的訓練,同學對於使用波傳特性,和進階獲得的應用性知識,有助於理解醫學儀器操作和使用的範圍和限制。 

課程目標
認識動態問題,包含基本數學知識、應用範疇和訊號特徵的辨識。將介紹波動力學於固體中的傳播,再進階到軟介質中的傳播。其中參數的增加和改變,邊界條件的設計,外加載重的狀況,其細節的定義對於未來掌握關鍵參數至關重要。波動物理特徵的判別和定義,特別是希望將生醫的波動特徵,應用於大數據使用上有極大的意義。 
課程要求
建議先修課程: 工程數學 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
無 
參考書目
“Wave Motion in Elastic Solids”, K. F. Graff, Ohio State University Press, 1975.
“The Theory of Elastic Waves and Waveguides”, J. Miklowitz, North-Holland Publication Company, 1978.
其他指定的 paper 閱讀。 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
final exam 
30% 
 
2. 
Middle term exam 
30% 
 
3. 
Quiz 
40% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2/24  One-dimensional wave function (Ch. 1) 核心:2、3、4、7 
第2週
03/03  Two-dimensional wave function (Ch. 2) 核心:2、3、4、7 
第3週
03/10  Beam and vibration (Ch. 3) 核心:2、3、4、7 
第4週
03/17  Elastodynamic theory (dunny index, ch. 4) 核心:2、3、4、7 
第5週
03/24  Elastodynamic theory (three-dimensional wave function) (Ch. 5) 核心:2、3、4、7 
第6週
03/31  Three-dimensional wave decoupling (Ch. 5)
核心:2、3、4、7 
第7週
04/07  Point source (Ch. 6)核心:2、3、4、7 
第8週
04/13  Helmholtz decoupling (Ch. 6)
核心:2、3、4、7 
第9週
04/21  期中考週核心:2、3、4、7 
第10週
04/28  Plane harmonic waves in half-spaces (Ch. 7)  
第11週
05/05  Plane harmonic waves in half-spaces (Ch. 7)  
第12週
05/12  Plane harmonic waves in half-spaces (Ch. 7)  
第13週
05/19  Spherical harmonic waves (Ch. 8)  
第14週
05/26  Waveguides (Ch. 9)  
第15週
06/02  Wave guide (Ch. 10)  
第16週
06/09  Rayleigh wave 
第17週
06/16  Nonlinear wave 
第18週
06/25  期末考(附件為考古題)