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 |
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學分 |
3 |
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 |
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核心能力關聯 |
核心能力與課程規劃關聯圖 |
課程大綱
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為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
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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:
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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 |
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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 |
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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 |
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