Utiliser les ondes ultrasonores

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Le diagnostic médical
Corpus Corpus 1
Utiliser les ondes ultrasonores

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Rappels de cours

1Les ondes sonores

 Une onde sonore (un son) est une onde qui se propage dans un milieu matériel. Sa vitesse dépend du milieu traversé.

 La vitesse du son dans l’air à 15 °C est . La vitesse du son est plus grande dans les liquides et les solides que dans l’air.

exemple Le son se propage à dans l’eau.


 L’oreille humaine est sensible aux sons de fréquences comprises environ entreet.

2Les ondes ultrasonores

Les ultrasons sont des ondes sonores inaudibles par l’homme, de fréquence supérieure à , se propageant à la même vitesse que les sons audibles. Ils sont utilisés en échographie médicale.

Les ultrasons sont rapidement atténués dans l’air, mais ils se propagent bien dans le corps humain, constitué à d’eau.

3Le principe de l’échographie


 Les ultrasons émis par la sonde émettrice réceptrice placée sur la peau du patient se réfléchissent sur les obstacles et lors d’un changement de milieu. C’est ce phénomène de réflexion (écho) qui est utilisé en échographie.

 La distance parcourue par l’onde pendant la durée est donc la vitesse de l’onde s’exprime par :


, d’où



en

en

en .

Méthodes

Mesurer une distance à l’aide d’ultrasons


Une sonde émettrice réceptrice émet une salve d’ultrasons qui se propage dans l’air et qui est réfléchie par un obstacle. Les signaux émis et reçus sont visualisés à l’oscilloscope. La durée de balayage horizontal est de .

1. À quoi correspond l’écart de divisions horizontales à l’écran entre les signaux ?

2. Quelle est la valeur correspondante ?

3. En déduire la distance qui sépare la sonde de l’obstacle qui a réfléchi les ultrasons.

Solution

1. L’écart correspond au temps nécessaire à l’aller-retour des ultrasons entre la sonde et l’obstacle.

2. La valeur de cette durée est .

3. La distance est .

Utiliser les ultrasons en médecine

La fréquence des ultrasons utilisés en échographie varie de 1 à 10 MHz. Augmenter la fréquence permet d’avoir un signal plus précis, mais les ultrasons sont alors amortis dans l’organe examiné.

1. Pourquoi parle-t-on d’ultrasons ?

2. Calculer la période d’un signal de fréquence .

Solution

1. Les ultrasons utilisés en échographie médicale sont des ondes de même nature que le son, mais avec des fréquences supérieures à la limite audible : .

2. signifie mégahertz, soit hertz,

donc .

La période est .

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