sujet du devoir
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DEVOIR SECONDE THÈME SANTÉ LE DIAGNOSTIQUE MÉDICAL Page 1 / 3 - PHÉNNOMÈNES PÉRIODIQUES – ONDES AU SERVICE DU DIAGNOSTIC MÉDICAL NOM : .......................... PRÉNOM : ................... CLASSE : ............. Donnée : les préfixes décimaux DATE : ................................. I. Phénomènes Périodiques I.1 Donner une définition d’un phénomène périodique, et ce que représente sa période ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ I.2 exploitation d’un document On considère l’oscillogramme ci-­‐contre représentant la tension électrique alimentant un émetteur à ultrasons Les réglages sont les suivants : - balayage (sensibilité horizontale) :5μs/div - sensibilité verticale : 2V/div - L’axe horizontal gradué correspond à une tension nulle (0V) Rq : 1 division (div) correspond à 1 carreau. a) Qu’est-­‐ce qui permet d’affirmer que le signal est périodique ?. ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... b) Déterminer la période T du signal, en μs, puis en s ( faire apparaître clairement les mesures faites sur l’oscillogramme) ...................................................................................................... ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ c) En déduire la valeur de la fréquence, en Hz, puis en kHz ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ c) Quelle est l’amplitude de ce signal ? ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ II. L’électrocardiogramme Le document ci-­‐contre représente un électrocardiogramme. a) Ce signal est-­‐il périodique ? ........................................................................ ........................................................................ ........................................................................ b) Repasser en rouge une période . c) Déterminer sa période en s ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ d) Déterminer sa fréquence en Hz ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ e) En déduire le rythme cardiaque du patient en pulsations par minute ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ III. Ondes et diagnostic médical Définir ce qu’est une onde sonore ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ On se propose de retrouver la valeur de la vitesse des ondes sonores dans l’air, à 0°C, à l’aide du dispositif du document ci-­‐contre : -­‐ Les deux micros sont séparés d’une distance d=0,90m et sont reliés aux deux voies d’un oscilloscope. -­‐ Un son bref est émis à l’aide d’un clap de cinéma. -­‐ On obtient l’oscillogramme ci-­‐contre a) A quoi correspondent les dates t1 et t2 sur l’enregistrement ? ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ b) Que représente la différence entre ces deux dates ? ................................................................. ............................................................................................ ............................................................................................ d) Sachant que cette expérience a été réalisée à 0°C, déterminer la valeur de la vitesse du son à cette température. ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ e) Rappeler la vitesse du son dans l’air quand sa température est de 20°C ................................................................................................................................................................................ f) Comparer cette valeur par rapport à la vitesse du son à 20°C et formuler une hypothèse quant à l’influence de la température sur la valeur de la vitesse de propagation du son dans l’air. ............................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ IV. Application des ondes dans le domaine du diagnostic médical : l’échographie du cerveau L’échographie est une technique d’analyse médicale fréquemment utilisée pour suivre une grossesse, mais son usage est plus général. En permettant de mesurer la taille d’un organe, cette technique permet de diagnostiquer une tumeur qui en changerait les dimensions. Le principe de cette technique est représenté sur la figure ci-­‐contre, qui montre la propagation des ondes dans le cerveau. Le détecteur, situé dans la sonde, reçoit trois échos : (1) un signal P1 pour t1=10,0μs dû à la réflexion de l’onde sur la face externe de l’hémisphère gauche, (2) pour t2=160μs un signal P2 dû au corps calleux (surface séparatrice des deux hémisphères), (3) pour t3=300μs un signal P3 dû à la surface interne de l’hémisphère droit. Donnée : La vitesse de propagation des ondes ultrasonores dans le cerveau est v=1500m.s-­‐1. a) Comment s’appelle le phénomène qui permet à l’onde de revenir vers la sonde ? .... ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ b) Comment s’appelle le phénomène qui permet à l’onde de passer d’un milieu à un autre ? ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ c) Quelle distance à parcourue l’onde pendant la durée qui sépare l’écho P1 de l’écho P2 ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ d) En déduire la valeur de la longueur L de l’hémisphère gauche du cerveau .................... ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ c) Quelle distance à parcourue l’onde pendant la durée qui sépare l’écho P2 de l’écho P3 ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ d) En déduire la valeur L’ de l’hémisphère droit du cerveau ..................................................... ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ e) Comparer ces deux longueurs, peut on diagnostiquer la présence d’une tumeur ? (on négligera l’épaisseur du corps calleux qui sépare les deux hémisphères) ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................
