Les signaux périodiques
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Les signaux périodiques Introduction En médecine, l'électrocardiogramme (ECG), l'électroencéphalogramme (EEG) et l'audiogramme sont des techniques qui permettent d'établir des diagnostics : • Un électrocardiogramme est une représentation graphique de l'activité du cœur. L'ECG permet l'analyse du rythme et de la fréquence cardiaque. • Un électroencéphalogramme est une représentation graphique de l'activité électrique de différentes zones du cerveau. • Un audiogramme désigne un graphique qui permet de visualiser la capacité auditive d'un sujet. L'audiogramme permet de mesurer le seuil de l'audition pour différentes fréquences. En médecine toujours, l'échographie et la radiographie sont des techniques d'imagerie médicale utilisant des ondes sonores (échographie) ou des ondes électromagnétiques (radiographie). 1. Phénomènes périodiques Un phénomène périodique se reproduit régulièrement à l'identique. exemples de phénomènes périodiques : • les battements du cœur • la rotation de la Terre sur elle même • la révolution d'une planète autour du soleil • … La fréquence f est le nombre de répétitions du phénomène en une seconde, la fréquence s'exprime en hertz (Hz). La période T est la durée au bout duquel le phénomène se reproduit, la période s'exprime en secondes (s). La fréquence et la période sont liées par la relation : f= 1 T exemple : si un phénomène se reproduit 5 fois en une seconde alors f = 5 Hz et T = 0,2 s 2. Signal électrique périodique Un électrocardiogramme ou un audiogramme sont des enregistrements de signaux électriques périodiques. Un signal électrique périodique est caractérisé par une fréquence f en hertz (Hz) et une tension maximale Umax en volts (V). exemple : onde sonore On voit qu'il y a 2,5 motifs élémentaires en 2 ms, soit 1 250 motifs élémentaires par s. donc f = 1 250 Hz. On on déduit T = 0,8 ms Remarque : la durée d'un motif élémentaire est 2 × 10−3 −4 = 8 × 10 s = 0,8 ms 2,5 La tension maximale est environ Umax = 1,8 V 3. Les ondes sonores Le son est une onde produite par la vibration mécanique d’un matériau et qui traverse l’air ou l’eau. Il ne peut pas y avoir d'onde sonore dans le vide. Dans l'air, les ondes sonores se déplacent à une vitesse environ égale à 340 m.s-1 (le son parcourt environ 1km en 3s). L'oreille humaine capte les sons dont les fréquences sont comprises entre 20Hz et 20kz. Les sons dont les fréquences sont inférieures à 20Hz sont appelés infrasons. Les sons dont les fréquences sont supérieures à 20kHz sont appelés ultrasons. L'audiométrie utilise des sons, elle permet de vérifier l'audition d'un patient. L'échographie utilise des ultrasons, elle permet d'observer des organes internes. 4. Les ondes électromagnétiques Les ondes électromagnétiques se propagent dans le vide et dans certains matériaux. La vitesse des ondes électromagnétiques dans le vide ou dans l'air est 3,00 × 108 m. s-1 (vitesse de la lumière). Nos yeux sont sensibles aux ondes comprises entre 0,43 × 1015 Hz et 0,75 × 1015 Hz (lumière). Comme les ondes radio et la lumière, les rayons X font partie des ondes électromagnétiques. La radiographie utilise des rayons X. La radiographie permet de visualiser les organes internes du patient. Les rayons X on une fréquence de l'ordre de 1018 Hz . Les rayons Gamma ont une fréquence de 1021 Hz , ils ont la capacité d'effectuer des changements moléculaires et sont utilisés en radiothérapie.
