Banque d’exercices Académie de Toulouse








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Banque d’exercices – Académie de Toulouse


Titre de l’exercice

Echographie

Niveau

Classe de seconde

Thème

Santé

Sous-thème

Diagnostic médical

Pré-requis

TP échographie : transmission des ultrasons, réflexion.

Compétences attendues

(Colonne de droite du BO)

Compétences/Capacités travaillées

(préambule du BO)

« Compétences : Identifier le caractère périodique d’un signal

Déterminer les caractéristiques d’un signal périodique»

« Compétences : Extraire et utiliser des infos sur la nature des ondes

…influence de propriétés des milieux de propagation»


- Exploiter un graphe

- Appliquer une relation

- changer d’unité

- Argumenter




Enoncé



Principe de l’échographie,

Une sonde envoie des ultrasons qui traversent les tissus corporels.

Lorsque les ultrasons rencontrent un organe, certains sont réfléchis sous la forme d’un écho.

Un récepteur recueille les échos, les transmet à un ordinateur qui traite les données et construit une image de l’organe en 2 dimensions.

Avant de pratiquer une échographie, il est nécessaire de passer un gel sur la région à observer afin de favoriser la pénétration des ultrasons dans les tissus.

Les organes contenant de l’air (poumons et tube digestif), les os, les muscles sont repérés sur l’échographie par des zones sombres appelées « ombres ultrasonores ».
Ci-dessous 2 graphes représentant chacun les signaux émis et reçu après réflexion sur un organe.



Organe 1 Organe 2

1. Des « ultrasons » ?

a. Déterminer la période de l’onde émise.

b. Calculer la fréquence de l’onde.

c. Justifier, d’après le résultat précédent, le terme « ultrasons ».

2. Interprétation des résultats.

a. La réflexion agit-elle sur la fréquence des ultrasons ? Justifier la réponse.

b. Lequel des 2 organes absorbe davantage les ultrasons ? Justifier la réponse.

  1. Expliquer l’existence des « ombres ultrasonores ».




Correction

1. Des « ultrasons » ?

a. Déterminer la période de l’onde émise.

La période T représente la durée minimale pour laquelle le signal se reproduit identique à lui-même.

T = 37,47-12,49 =24,98 μs = 24,98 x 10 -6 s

b. Calculer la fréquence de l’onde.

f = 1/T ;

AN : f=1 / (24,98 x 10 -6) =4,003 x 10 4 Hz

c. Justifier, d’après le résultat précédent, le terme « ultrasons ».

Les fréquences sonores audibles sont comprises entre 20 et 20000Hz ; au-delà de 20 000 Hz on utilise le terme d’ultrasons.

2. Interprétation des résultats.

a. La réflexion agit-elle sur la fréquence des ultrasons ? Justifier la réponse.

La réflexion n’agit pas sur la fréquence des ultrasons : on voit sur les deux graphes que la période du signal reçu est identique à celle du signal émis.

b. Lequel des 2 organes absorbe davantage les ultrasons ? Justifier la réponse.

C’est l’organe 2 car le signal reçu après réflexion a une valeur maximale plus faible. Le signal émis est donc davantage absorbé.

  1. Expliquer l’existence des « ombres ultrasonores ».

L’air laissant passer quasi-totalement le son, les organes contenant de l’air laissent passer les ultrasons sans les réfléchir : il n’y a pas d’onde réfléchie captée par le récepteur échographique, il ne « voit » pas de signal réfléchi (= ombre=rien).

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