課程資訊
課程名稱
工程與人體物理學
Engineering and Physics of the Human body 
開課學期
104-1 
授課對象
工學院  應用力學研究所  
授課教師
許聿翔 
課號
AM5024 
課程識別碼
543EU5310 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期二7,8,9(14:20~17:20) 
上課地點
應113 
備註
本課程以英語授課。
總人數上限:50人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1041AM5024_ 
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

課程名稱: 工程與人體物理學 (Engineering and Physics of the Human body)

主要教科書: Physics of the Human Body
Irving P. Herman
台大圖書館電子書網址:
http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-540-29604-1

參考書:Introductory Biomechanics - From Cells to Organisms,
C. Ross Ethier and Craig A. Simmons, Cambridge University Press (April 9, 2007)

輔助教材:自編上課講義

一、 課程教學目標:
本課程的目標是從工程的角度,應用基本數學模型來描述並了解人體的各項作用機制,並從中瞭解其功能。修課學生在這堂課中將學會如何從工程領域裡的基本力學(固力&流力),光學,聲學,熱力學,電學,及磁學等基礎理論,應用到人體的各項聲、光、熱、電、力等維持體內平和及身體機能的描述。除了學習如何應用工程理論外,本課程亦包含解剖學(結構),生理學(功能)、人體物理學,及其基本數學模型。上課內容將依照主要教科書Physics of the Human Body進行講解,並加入參考文獻及參考書輔助。本課程的另一項目標是提供學生一個跨領域學習平台,講解各項生物醫學工程領域所需之基礎知識。修完本課程學生將具備下列基本知識:
(1) 瞭解人體的基本結構及器官的功能 (Anatomy and Physiology)
(2) 瞭解如何應用基本數學模型並將各工程領域的理論應用到人體物理
(3) 瞭解各項生物醫學儀器、原件、平台所需設計之功能,以有效提升或模擬人體所需之功能
修課學生需有微積分的基礎,有普通物理的背景為佳,適合大三大四,及研究所學生選修。
課程評分標準:期中考 & 期末考
二、 課程教學大綱:
 

課程目標
1. Bone & Muscle (骨頭 & 肌肉)
Statics of the Body
Force and Moment balance
2. Muscles: (肌肉)
The structure of muscles, Sarcomere, Force-velocity curve
Mechanical model
3. Neurons: (神經傳導)
Electrical Properties
Equivalent circuit
4. Cardiovascular System:(心血管系統: 心臟及血液循環系統)
Heart, Circulatory system, blood pressure, flow in vessels, work done by heart
5. Fluidic dynamics of human body: (體內流體力學系統)
Fluid Pressure, Fluid Flow in the Body, and Motion, Convection & Diffusion
6. Lung: (肺)
Lungs and Breathing, physics of alveoli, work needed to breathe
Convection and Diffusion, Peclet number
7. Ear and vocal cord: (耳朵與發音)
Sound, Speech, and Hearing
8. Eyes: (眼睛)
Light, Eyes, and Vision
9. Heat loss 
課程要求
基本物理 & 微積分 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
另約時間 備註: By appointment 
指定閱讀
Physics of the Human Body
Irving P. Herman  
參考書目
Introductory Biomechanics - From Cells to Organisms,
C. Ross Ethier and Craig A. Simmons
Cellular Physiology of Nerve and Muscle
by Matthews, Gary G 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
期中考 
50% 
Open lecture notes 
2. 
期末考 
50% 
Open lecture notes 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
9/15  Statics of the body 
第2週
9/22  Muscle 
第3週
9/29  Typhoon Holiday 
第4週
10/06  Muscle model 
第5週
10/13  Neuron 
第6週
10/20  Neuron Model 
第7週
10/27  No lecture 
第8週
11/03  Heart & Cardiovascular system 
第9週
11/10  Midterm 
第10週
11/17  Circulation system-I 
第11週
11/24  Circulation system-II 
第12週
12/01  Lung and breathing 
第13週
12/08  Lung transport 
第14週
12/15  Ear and acoustics 
第15週
12/22  Sound and Speech 
第16週
12/29  Eyes 
第17週
1/05  Heat loss 
第18週
1/12  Final