ChapIII phenomperiodiques

Chap. III
Questions : Qu’est ce que le diagnostic dans la santé ? Quels sont les outils de
diagnostic?
Questions : Qu’est ce que le diagnostic dans la santé ? Quels sont les outils de
diagnostic?
Le diagnostic de la santé utilise des techniques comme
l’électrocardiogramme, le scanner, l’IRM, la
fibroscopie, la radio, l’échographie, etc… Durant les
prochaines séances nous allons essayer de comprendre
différentes techniques :
• L’électrocardiogramme
• Ultra-sons
• L’echographie
• La fibroscopie
• Les rayons X
I.
Activité Expérimentale : « En avoir le cœur net! »
http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0035-3
I.
Activité Expérimentale : « En avoir le cœur net! »
Un signal électrique est transformé en signal périodique.
Un phénomène périodique est un phénomène qui se reproduit
identique à lui-même au bout d’un même intervalle de temps.
La période T est la plus petite durée au bout de laquelle un
phénomène périodique se répète.
La fréquence f est le nombre de répétitions d’un phénomène par
unité de temps.
Hz
=
s
I.
Activité Expérimentale : « En avoir le cœur net! »
http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0035-3
I.
Activité Expérimentale : « En avoir le cœur net! »
Le rythme cardiaque est le nombre de battements (ou
pulsations) par minutes
Ex : Un adolescent au repos a un rythme cardiaque de
72 batt/min. La fréquence est donc de 72 battements
en 60 secondes : f=72/60=1,2 Hz
(en effet, l’unité de la fréquence est le Hz qui équivaut à
du « par seconde » : s-1)
Pour le savoir vous allez réaliser 3 fois votre électrocardiogramme en suivant les consignes
de la fiche qui est sur votre table : au repos, après effort et après récupération.
• Réaliser votre ECG au repos.
En déduire votre Rythme cardiaque fo au repos.
• Réaliser votre ECG après 30 flexions réalisées en 45 s. Pour cela, écarter les pieds l’un de
l’autre d’environ 20 centimètres. A chaque flexion, les fesses doivent toucher (si possible)
les talons. Le buste doit rester droit et à la remontée, les jambes doivent être tendues.
L’élève testé devra suivre le rythme donné par son binôme (1 top à chaque seconde et
demi pendant 45s).
• Réalisez à nouveau une acquisition après une minute de repos.
• En déduire votre rythme cardiaque f1 après effort, et votre rythme cardiaque f2 après
récupération
Testez votre récupération avec l’indice de Ruffier-Dickson
=
×
Mr Heart souffre de tachycardie et présente un rythme cardiaque de 120 pulsations
par minute.
Mr Corazon soufre de bradycardie et possède un cœur dont la durée d’une pulsation
est de 1,75 s.
Mme Cuore est une grande sportive et a un cœur normal d’une fréquence de 0,87 Hz.
(Echelle horizontale : 1 carreau = 0,25s)
Mr Heart souffre de tachycardie et présente un rythme cardiaque de 120 pulsations
par minute.
Mr Corazon soufre de bradycardie et possède un cœur dont la durée d’une pulsation
est de 1,75 s.
Mme Cuore est une grande sportive et a un cœur normal d’une fréquence de 0,87 Hz.
(Echelle horizontale : 1 carreau = 0,25s)
Mr Heart souffre de tachycardie et présente un rythme cardiaque de 120 pulsations
par minute.
Mr Corazon soufre de bradycardie et possède un cœur dont la durée d’une pulsation
est de 1,75 s.
Mme Cuore est une grande sportive et a un cœur normal d’une fréquence de 0,87 Hz.
(Echelle horizontale : 1 carreau = 0,25s)
Exercices : Pour chaque signal indiquer la période T et mesurer sa valeur, calculez sa
fréquence , mesurer les valeur maximale et minimale de l’amplitude.
Exercice : Convertir des unités – Présenter un résultat
Convertir les fréquences suivantes en Hz. Exprimer les résultats en notation
scientifique et en respectant le nombre de chiffres significatifs.
• La fréquence de France Inter : 87,9 MHz
• La fréquence d'un microprocesseur : 3,0 GHz
• La fréquence de France Inter sur les grandes ondes : 162 kHz
Exercice :Convertir des unités-Interpréter des résultats
Convertir, si nécessaire, en battements par minute les fréquences cardiaques
suivantes :
• 10 battements par minute
• 10 Hz
• 20 battements par seconde
• 40 battements par minute
• 2,5 Hz.
II.
Les ondes au service du diagnostic médical
1. Les ultrasons
Qu’est ce que l’échographie?
II.
Les ondes au service du diagnostic médical
1. Les ultrasons
Qu’est ce que l’échographie?
L’échographie est une technique d’imagerie
employant des ultrasons.
Elle est utilisée de manière courante en
médecine mais peut être employée en
recherche, en exploration vétérinaire, etc…
II.
Les ondes au service du diagnostic médical
1. Les ultrasons
Expérience :
On branche un haut-parleur aux bornes d’un générateur de tension variable (GBF).
On fait varier la fréquence de la tension sinusoïdale délivrée par le GBF. Que constatezvous ?
II.
Les ondes au service du diagnostic médical
1. Les ultrasons
Une onde sonore a besoin d’un support pour se propager (ex: air)
L'être humain peut entendre des sons dont les fréquences s'étalent de 20Hz à
20kHz environ.
•
•
Un infrason est une onde acoustique de fréquence inférieure à 20 Hz.
Un ultrason est une onde acoustique de fréquence supérieure à 20 kHz.
II.
Les ondes au service du diagnostic médical
2. Activité Expérimentale : « Son et Ultrasons »
II.
Les ondes au service du diagnostic médical
2. Activité Expérimentale : « Son et Ultrasons »
Les ondes sonores et ultrasonores ont besoin d’un milieu matériel pour se propager.
Dans l’air, elles se déplacent à une vitesse dont la valeur est de l’ordre de 340 m.s-1
III. Bilan
1 . Signaux périodiques
• Un phénomène périodique est caractérisé par sa période T (en s)
et sa fréquence f en Hertz (Hz) selon la relation :
=
• Le motif élémentaire d’un signal périodique est une portion de ce
signal dont la durée est égale à une période
• La tension maximale Umax (en volt : V) d’un signal est l’écart
entre la valeur maximale de ce signal et la valeur de référence.
III. Bilan
2 . Son et Ultrasons
• Les ondes sonores et ultrasonores ont besoin d’un milieu
matériel pour se propager.
• Dans l’air, elles se déplacent à une vitesse dont la valeur
est de l’ordre de 340 m.s-1
III. Bilan
2 . Son et Ultrasons
• Les ondes sonores et ultrasonores ont besoin d’un milieu matériel pour se propager.
• Dans l’air, elles se déplacent à une vitesse dont la valeur est de l’ordre de 340 m.s-1
• Un son peut être réfléchi, et/ou transmis et/ou absorbé
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
1. Application de ces ondes au diagnostic médical
•
•
•
•
•
Ondes Gamma : Scintigraphie (les rayons γ, émis par des traceurs radioactifs fixés sur les parties du
corps humain à explorer, sont détectés par des capteurs)
Ondes X : Radiographie, Scanner (les rayons X émis par l’appareil sont plus ou moins absorbés par
les différentes parties du corps du patient)
Ondes Visibles : Fibroscopie
Ondes Infrarouges : Thermographie (les ondes émises par le patient sont captées par une caméra
thermique
Ondes Radios : IRM (les ondes émises par l’appareil sont absorbées par les noyaux d’hydrogène du
corps du patient)
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
1. Application de ces ondes au diagnostic médical
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
2. A.E.6 : La fibroscopie : voir à l’intérieur du corps humain!
Qu’est-ce que la fibroscopie?
Problématique : Mais quel est le principe de fonctionnement d’une fibre optique ? La lumière
ne se propage-t-elle pas en ligne droite ?
http://www.ostralo.net/3_animations/swf/descartes.swf
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Rayons incident, réfléchi et réfracté
http://www.ostralo.net/3_animations/swf/descartes.swf
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Partie 1 :
• Faire varier l’angle d’incidence et compléter le tableau de mesures suivant :
• Qu’observez-vous ?
montrer qu’il y a toujours une réfraction
accompagnée d’une réflexion de la lumière.
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Partie 1 :
• Faire varier l’angle d’incidence et compléter le tableau de mesures suivant :
• Qu’observez-vous ?
On observe qu’il y a toujours une réfraction accompagnée d’une réflexion de la
lumière dans le cas où le rayon incident passe d’un milieu d’indice n1 inférieur à
l’indice du milieu 2, soit n1 < n2
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Partie 2
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Partie 3 :
Gaine, n2 = 1,51
Cœur, n1 = 1,58
i1
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Retour sur l’AE6:
Qui peut nous expliquer ce que l’on a vu durant l’AE6 ?
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Retour sur l’AE6:
Qui peut nous expliquer ce que l’on a vu durant l’AE6 ?
• Comment se déplace la lumière dans le vide ?
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Retour sur l’AE6:
Qui peut nous expliquer ce que l’on a vu durant l’AE6 ?
• Comment se déplace la lumière dans le vide ? En ligne droite
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Retour sur l’AE6:
Qui peut nous expliquer ce que l’on a vu durant l’AE6 ?
• Comment se déplace la lumière dans le vide ? En ligne droite
• A quelle vitesse?
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Retour sur l’AE6:
Qui peut nous expliquer ce que l’on a vu durant l’AE6 ?
• Comment se déplace la lumière dans le vide ? En ligne droite
• A quelle vitesse?
• c = 300 000 km/s !!! (soit c = 3 x 108 m/s)
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Retour sur l’AE6:
Qui peut nous expliquer ce que l’on a vu durant l’AE6 ?
• Comment se déplace la lumière dans le vide ? En ligne droite
• A quelle vitesse?
• c = 300 000 km/s !!! (soit c = 3 x 108 m/s)
Mais alors, comment est-il possible que la lumière se déplace dans une fibre optique?
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
Retour sur l’AE6:
Qui peut nous expliquer ce que l’on a vu durant l’AE6?
• Comment se déplace la lumière dans le vide ? En ligne droite
• A quelle vitesse?
• c = 300 000 km/s !!! (soit c = 3 x 108 m/s)
Mais alors, comment est-il possible que la lumière se déplace dans une fibre optique?
 Dans une fibre optique, la lumière se propage par une succession de réflexions totales
IV. Les ondes électromagnétiques au service de la médecine
 Dans une fibre optique, la lumière se propage par une succession de réflexions totales
 http://www.ostralo.net/3_animations/swf/descartes.swf
V. Bilan du chapitre