introduction to biomedical engineering i · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ...

30
Διάλεξη 5 BIO406 – Κρυσταλλογραφική Ανάλυση Βιολογικών Μακρομορίων ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Upload: others

Post on 13-Mar-2021

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

Διάλεξη 5

BIO406 – Κρυσταλλογραφική Ανάλυση Βιολογικών Μακρομορίων

ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Page 2: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

2

https://gallery.yopriceville.com/Backgrounds/Sea_Wave_Background

ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΣΕΙΣΜΙΚΟ

HXHTIKO

https://www.thetoc.gr/people-style/article/h-elena-paparizou-ksana-sti-eurovision-gia-tin-ellada-ti-apantise-i-idia

ΟΠΤΙΚΟ

https://scifi.stackexchange.com/questions/27657/was-the-eye-of-sauron-saurons-actual-physical-form

ΡΑΔΙΟΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ (RF)

https://www.retevis.com/pair-walkie-talkies-for-children-flashlight-two-way-radio

ΒΑΡΥΤΙΚΟ

https://www.symmetrymagazine.org/article/nobel-recognizes-gravitational-wave-discovery

Page 3: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

3https://www.youtube.com/watch?v=hq387m0PRac

Page 4: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

Eίναι μια οδεύουσαδιαταραχή που μεταφέρει ενέργεια αλλά όχι ύλη

Τα κύματα χαρακτηρίζονται από

▪ Πλάτος (Α)

▪ Μήκος κύματος (λ)

▪ Ταχύτητα (v)

4

Page 5: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

5https://www.youtube.com/watch?v=CVsdXKO9xlk

Page 6: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

6https://www.youtube.com/watch?v=CVsdXKO9xlk

Page 7: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

7

Πλάτος Κυματομορφή Μήκος κύματος Περίοδος Συχνότητα Ταχύτητα κύματος Φάση

Page 8: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

8

Page 9: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

9https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/77/Waveforms.svg

Page 10: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

10

Page 11: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

Περίοδος

▪ Ο χρόνος για μια πλήρη ταλάντωση

Συχνότητα

▪ Ο αριθμός κυματικών επαναλήψεων

▪ Αντίστροφο της Περιόδου

11http://mfhsdyfreakuncy.weebly.com/period.html

Page 12: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

12https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Deriving_Wave_Velocity_using_the_Triple_Product_Rule.png

Page 13: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

Ταχύτητα = Μήκος κύματος × Συχνότητα

13

v = λ × f

Page 14: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

14https://www.youtube.com/watch?v=CVsdXKO9xlk

Page 15: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

16https://www.docsity.com/en/harmonic-waves-and-the-wave-equation-physics-for-scientists-and-engineers-i-lecture-summary/405831/

𝑦 𝑥, 0 = Α cos 𝑘𝑥A: Πλάτοςk: Κυματάριθμος

Όταν x=λ, τότε 𝑘𝜆 = 2𝜋 𝑘 =2𝜋

𝜆

Κύμα που κινείται με ταχύτητα v 𝑥 → 𝑥 − 𝑣𝑡

𝑦 𝑥, t = Α cos[𝑘 𝑥 − 𝑣𝑡 ]

Όταν x=0, τότε

𝑦 0, t = Α cos 𝑘 −𝑣𝑡 = 𝐴𝑐𝑜𝑠[𝑘 𝑣𝑡 ] 𝜔 =2𝜋

Τκαι

𝑦 x, t = Α cos 𝑘𝑥 ± 𝜔𝑡

𝑣 =𝜆

𝑇=

2𝜋/𝑘

2𝜋/𝜔=𝜔

𝑘

Page 16: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

17https://www.docsity.com/en/harmonic-waves-and-the-wave-equation-physics-for-scientists-and-engineers-i-lecture-summary/405831/

+

Page 17: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

18

• y είναι η διαταραχή του κύματος• v είναι η ταχύτητα του κύματος

Page 18: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΡΕΠΤΙΚΗ

19

+

=

+

=

Page 19: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

20https://www.tes.com/lessons/Ag5yKKO0uCFcDw/wave-interference

Page 20: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

21https://www.researchgate.net/publication/226873637_Points_Pixels_and_Gray_Levels_Digitizing_Image_Data/figures?lo=1

Page 21: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

22https://mathworld.wolfram.com/FourierSeries.html

Page 22: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

ΟΔΕΥΟΝΤΑ ΣΤΑΣΙΜΑ

23https://www.youtube.com/watch?v=mjQ7YqlmLaU

Page 23: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

ΚΙΘΑΡΑ ΜΠΟΥΖΟΥΚΙ

24https://www.amazon.in/Yamaha-F310-6-Strings-Acoustic-Natural/dp/B000RVYW7E http://bouzoukicy.com/shop/trichorda-mpouzoukia/trichordo-mpouzouki-pgn055/

Page 24: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

25

https://klika.gr/index.php/peri-mousikis/mousiki-paideia/189-praktikoi-kanones-gia-sygxordies.html

Ελεύθερη D (Ρε)

G (Σολ)

https://www.iconsdb.com/red-icons/one-finger-icon.htmlm

Page 25: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

26

ΘΕΜ

https://en.wikipedia.org/wiki/Harmonic

L

λ1 = 2 × L

λ2= L

λ3= 2 /3 × L

λ4= 1/2 × L

ΑΡΜ. ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΜΗΚΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ ΜΗΚΟΣ ΧΟΡΔΗΣ

f1

f2 =2×f1

f3 = 3× f1

f4 = 4× f1

λ1

λ2= λ1 /2

λ3= λ1 /3

λ4= λ1 /4

𝝀𝒏 =𝟏

𝒏× (𝟐 ∙ 𝐋) 𝒇𝒏 = 𝒏 ×

𝒗

𝟐 ∙ 𝐋

𝒏 = 𝟏, 𝟐, 𝟑, …

θεμελιώδης1η αρμονική

2η αρμονική

Page 26: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

20 – 20,000 Hz▪ Υποηχητικά: Κύματα με

συχνότητα μικρότερη των 20 Hz

▪ Υπερηχητικά: Κύματα με συχνότητα μεγαλύτερη των 20,000 Hz

Διάμηκες κύμα▪ Πυκνώματα▪ Αραιώματα

Διαδίδεται σε▪ Στερεά▪ Υγρά▪ Αέρια▪ Πλάσμα

Ταχύτητα του ήχου στον αέρα: 340 m/s

27

https://www.scienceabc.com/pure-sciences/movement-of-sound-waves-through-different-media.html

https://www.howequipmentworks.com/ultrasound_basics/

https://www.nagwa.com/en/videos/416184054954/

Page 27: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ

28https://www.tes.com/lessons/pyMMugr9b3pSgA/sound https://www.youtube.com/watch?v=_wbAfSBSMKk

Page 28: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

29https://www.youtube.com/watch?v=I1Bdp2tMFsY

Page 29: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

300

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

130

150

286

Page 30: Introduction to Biomedical Engineering I · 2020. 4. 8. · ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Hewitt Κελαιο 19 ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ:

31

ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

▪ Hewitt

▪ Κεφάλαιο 19

ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ: Μηχανική, Ταλαντώσεις και μηχανικά κύματα, θερμοδυναμική, σχετικότητα

▪ Serway

▪ Κεφάλαιο Τ2