Cours - na2o
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Chap P2 (livre p29) Imagerie médicale I- Les ondes et l’imagerie médicale : Activité documentaire N°1 à coller. Cours : L’imagerie médicale utilise deux types d’ondes : - - Les rayons X pour la radiographie Les ondes radio pour l’IRM (Imagerie par résonance magnétique) Les rayons gamma pour la scintigraphie Cours : L’imagerie médicale utilise deux types d’ondes : - les ondes électromagnétiques (Les rayons X en radiographie, les ondes radio pour l’IRM et les rayons gamma en scintigraphie). La lumière visible est comprise entre 4 × 1014 Hz et 8 × 1014 Hz Les ultrasons pour l’échographie 2D 3D http://www.ostralo.net/3_animations/swf/echographie.swf Cours : L’imagerie médicale utilise deux types d’ondes : - les ondes électromagnétiques (Les rayons X pour la radiographie, les ondes radio pour l’IRM et les rayons gamma pour la scintigraphie). - les ondes sonores (ultrasons pour l’échographie). II- Vitesse de propagation : Activité expérimentale N°2 à coller. (E) (R) (signal émis par E) (signal reçu par R) Δt t1 t2 Ouvre le logiciel Synchronie 2006. Clique sur Paramètres, puis effectue les réglages dans : - Entrées pour EA0 et EA1 5 - Acquis Réticule pour avoir les coordonnées d’un point Zoom avant pour sélectionner une partie de la courbe Calibrage pour la courbe en entier Ouvre le fichier « US.ltp » en suivant le chemin suivant : Poste de travail / commun / travail / Physique 2011 / Nadeau / 2nde / La santé / TP échographie / US.ltp Clique droit sur la courbe pour sélectionner : - Calibrage, pour voir les courbes en entier. - Loupe + pour voir un signal d’émission et un signal de réception. - Réticule, pour placer un réticule au début de l’émission et un réticule au début de la réception. Lire Δt. 1- Emetteur et récepteur d’ultrasons : U (V) t (μs) Signal d’émission alimentant l’émetteur d’ultrasons. a) T = 25 μs = 25×10-6 s Détail du signal pendant l’émission d’un son. f = 1/T = 1/(25×10-6) = 40 000 Hz b) Δt = t2-t1, c’est la durée du parcours des ultrasons entre E et R. 2- Influence de la nature de l’obstacle sur la transmission et sur la réflexion des ultrasons : D = 20 cm 3- Détermination de la vitesse du son dans l’air : D = 40 cm 4- Détermination d’une distance inconnue D par transmission direct des ultrasons : D entre 20 cm et 40 cm 5- Détermination d’une distance inconnue D par réflexion des ultrasons : D entre 20 cm et 40 cm Simulation : http://www.ostralo.net/3_animations/swf/echographie.swf Mesure moderne de la vitesse de la lumière par la méthode de Fizeau. Cours : - Dans l’air, à température ambiante, la vitesse du son dans l’air est 340 m∙s-1 (ou m/s). - Dans le vide (et dans l’air), la vitesse des ondes électromagnétiques est : 3,00 × 108 m∙s-1 = 3,00 × 105 km∙s-1 (ou km/s). - La vitesse de propagation d’une onde dépend des caractéristiques du milieu de propagation. - Une onde peut être transmise, absorbée ou réfléchie lors d’un changement de milieu. III- La réflexion et la réfraction : Activité expérimentale N°3 à coller. Vidéo Fibroscope Fibre optique Endoscope 2- Rappels du collège sur la propagation rectiligne de la lumière : œil Conclusion : Dans un milieu transparent, la lumière se propage rectilignement. Elle est modélisée avec un rayon lumineux (droite fléchée) qui part de la source de lumière (source primaire ou diffusante). 3- À la découverte de deux phénomènes optiques : la réfraction et la réflexion. L’expérience dite d’Archimède : (287-212 av. J.-C.) « Si tu poses un objet au fond d’un vase et si tu l’éloignes jusqu’à ce que l’objet en question ne se voie plus, tu le verras réapparaître à cette distance dès que tu rempliras le vase d’eau. » air air eau Rayon incident plastique air Animation La normale à la surface de séparation Rayon réfracté Rayon réfléchi 4- Comparaison entre les fontaines lumineuses et le fibroscope : Vidéo 4- Comparaison entre les fontaines lumineuses et le fibroscope : Vidéo 5- Retour sur le fibroscope : - Question : Alors que la fibre optique est constituée de matériaux transparents, comment la lumière y reste-t-elle piégée ? - Quelques idées d’hypothèses : - Recherche de validation : Milieu transparent Vitesse de la lumière (en m·s-1) air eau verre 3,0 x 108 2,2 x 108 2,0 x 108 Fibre en gélatine Vidéo Animation Cours : - Lorsqu’une onde arrive à la surface de séparation entre deux milieux transparents, de 1 vers 2, une partie peut être renvoyée dans 1 et l’autre transmise dans 2. - Si v1 > v2, alors il y a toujours réfraction et réflexion. Le rayon réfracté se rapproche de la normale. Milieu 1 (air) r=i Milieu 2 (eau) - Si v1 < v2, alors il y a toujours réflexion. Le rayon réfracté s’éloigne de la normale. Mais au-delà d’un certain angle d’incidence i, il n’y a plus de réfraction : c’est la réflexion totale. Milieu 2 (air) Milieu 1 (eau) Milieu 2 (air) Milieu 1 (eau)
