Seconde EVALUATION N°2 (1h) Exercice 1 : ( 8 pts ) Audiogramme

Nom, Prénom, Classe : ………………………………………………………………………………………
Seconde
EVALUATION N°2 (1h)
Toutes les réponses doivent être rédigées et justifiées !!
Réaliser :
……. Appliquer :
Exercice 1 : ( 8 pts )
…… Raisonner :
…… Communiquer :
......
Audiogramme
Lors d'un audiogramme, le médecin teste
l'audition de sa patiente : Mademoiselle Alisson
Horre, 25 ans, avec des sons ayant une fréquence
comprise entre 125 Hz et 8,0 kHz.
Les signaux électriques correspondant à
deux sons A et B émis lors de ce test sont
représentés sur le document ci-contre. Le son A est
perçu par le patient alors que le son B n’est pas
bien perçu.
Question préliminaires :
1/ Quelles sont les grandeurs représentées sur l'axe des abscisses et sur l'axe des ordonnées ?
2/ Quelle est la définition de la période ? De la fréquence ?
3/ Quelle est la fréquence du son A sachant que sa période TA vaut 4,0 ms? Donner le résultat en utilisant
la notation scientifique et le bon nombre de chiffres significatifs.
4/ Représenter TB sur le graphique. Déterminer la période TB du signal B (en expliquant bien la méthode
utilisée) puis calculer sa fréquence.
Réa
Rappel: 1 s = 10-6 s
Paragraphe argumenté :
Rai + Com
5/ En vous aidant des documents en annexe de l’exercice 1; expliquer à Mademoiselle Alisson Horre de
quelle pathologie elle souffre et chargez-vous de la rassurer (15 lignes maximum, bien citer les documents,
utiliser des données chiffrées).
Exercice 2 : ( 7 pts )
Echographie du cerveau
L’échographie est une technique permettant d’observer l’intérieur du corps humain.
Une sonde échographique placée au contact de la peau est constituée d’un émetteur et d’un récepteur
d’ondes ultrasonores.
Les ondes ultrasonores émises ont des fréquences comprises entre 3 MHz et 10 MHz.
Une partie de ces ondes est réfléchie par les organes et retourne vers le récepteur. La position des organes
à observer est repérée à partir des durées des allers et retours des ondes.
1/ Qu’est-ce qui permet de dire que les ondes utilisées sont des ondes ultrasonores ?
2/ Quel phénomène physique est utilisé dans l’échographie ?
3/ Pourrait-on réaliser l’échographie d’un objet céleste ? Expliquer.
Echogramme du cerveau
Une sonde, jouant le rôle d’émetteur et de récepteur,
envoie une impulsion ultrasonore de faible durée et de
faible puissance en direction du crâne d’un patient.
L’onde sonore pénètre dans le crâne, s’y propage et s’y réfléchit chaque fois qu’elle change de milieu. Les
signaux réfléchis génèrent des échos qui, au retour sur la sonde, y engendrent une tension électrique très
brève.
Un oscilloscope relié à la sonde permet la détection à la fois de l’impulsion émettrice et des divers échos.
L’oscillogramme obtenu sur un patient permet de tracer l’échogramme ci-dessous : les tensions électriques
étant redressées, seule la partie positive de celles-ci est envoyée sur l’oscilloscope ; la durée d’émission de
l’impulsion étant très brève ainsi que celle des échos, on observe sur l’écran des pics verticaux : P0, P1, P2,
P 3.
P0 correspond à l’émission à l’instant de date t = 0 s de l’impulsion ; P1 à l’écho dû à la réflexion sur la
surface externe de l’hémisphère gauche (G sur le schéma) ; P2 à l’écho sur la surface de séparation des
deux hémisphères ; P3 à l’écho sur la surface interne de l’hémisphère droit (D sur le schéma).
La célérité des ultrasons dans les hémisphères est v = 1500 m.s-1.
4/ Quelle est la durée t du parcours de l’onde ultrasonore dans l’hémisphère gauche ainsi que dans le
droit ?
App
5/ Ecrire la relation entre l’épaisseur L du milieu parcouru, la durée t définie précédemment et la célérité
v de l’onde dans le milieu. On précisera les unités de ces grandeurs.
Rai
6/ En déduire la largeur L en cm de chaque hémisphère.
Exercice 3: ( 5 pts )
Endoscopie
Un chirurgien utilise un endoscope au cours d’une opération de l’estomac. Ce dispositif permet d’éclairer (il
possède une lampe), de voir et de transmettre l’image jusqu’au médecin. Cette transmission est possible
grâce à une fibre optique.
1/ Quelle est le type d’onde utilisé dans la fibre optique ?
2/ Comment se propage une onde lumineuse dans un milieu
transparent et homogène ? A quelle vitesse ?
3/ Décrire alors le principe de fonctionnement d’une fibre
optique. Vous devez illustrer vos propos en complétant le
schéma de droite.
Com
m
4/ Quel autre phénomène peut avoir lieu au niveau d’une
surface de séparation de deux milieux transparents ? Illustrer avec un schéma détaillé.
Bon travail !
DOCUMENTS DE L’EXERCICE I
Document 1 : Le traumatisme sonore
Le traumatisme sonore est une lésion à l'oreille entraînée par exemple par un bruit soudain très violent,
comme une explosion. Beaucoup d'entre nous ont déjà ressenti une perte d'acuité auditive momentanée,
après avoir été exposé à des sons de très forte intensité, par exemple après un concert ou une nuit en
discothèque, ou encore après avoir travaillé avec des outils bruyants. Ce type de surdité est généralement
transitoire.
Mais si le traumatisme continue, il finira par provoquer une déficience auditive, affectant généralement les
fréquences proches de 4 kHz. Autrement dit, la victime du traumatisme sonore ne pourra plus entendre
certaines gammes de hautes fréquences.
Dans certaines situations de la vie quotidienne, cette diminution de l'acuité auditive n'est pas gênante.
Mais dans un environnement plus bruyant, ces personnes risquent de ne pas bien entendre. Une aide
auditive peut parfois être utile en cas de traumatisme sonore permanent.
Document 2 : La presbyacousie
Il s'agit d'une baisse d’audition évolutive. Elle représente la forme la plus fréquente des pertes
d'audition chez l'adulte. Celle-ci survient chez des personnes de plus de 50 ans qui se plaignent d’une gêne
dans le bruit et de problèmes de compréhension dans les conversations.
En abscisse les fréquence
En ordonnée le pourcentage de perte auditive
Courbes représensant le pourcentage de perte auditive pour des femmes de 25 à 80 ans
Document 3 : L’otospongiose
L'otospongiose est une croissance anormale des os dans les oreilles qui va empêcher l'étrier de
vibrer normalement en réponse à son. Dans la plupart des cas, une intervention chirurgicale restaurera une
audition normale.
La victime la plus célèbre connue de l'otospongiose a été Beethoven. La surdité l’a rendu incapable
d'entendre ses dernières compositions.
L’otospongiose tend à affecter les basses fréquences plutôt que les fréquences élevées.
Document 4 : Appareils auditifs — technologie hi-tech
La technologie des appareils auditifs est en constante évolution et
devient très avancée. Les appareils auditifs modernes sont de petits
ordinateurs hi-tech, qui sont constamment développés et affinés afin de
reproduire le plus exactement possible une audition humaine naturelle.
Ces progrès permettent la mise en place de nombreuses options
et une meilleure reproduction du son. La capacité d’adapter l’appareil à
une demande individuelle tout en tenant compte de l’environnement et
des besoins spécifiques nécessaires à un type de perte auditive
s’améliore constamment.
CORRECTION
Exercice 1 : ( 8 pts )
Audiogramme
1/ La grandeur représentée sur l'axe des abscisses est le temps, sur l'axe des ordonnées c’est la tension.
(0,5+0.5)
2/ La période est la plus petite durée au bout de laquelle le signal se reproduit identique à lui-même. (0.5)
La fréquence est le nombre de motif par seconde. (0.5)
3/ fA = 1/TA = 1/(4,0.10-3)=2,5.102Hz (1.5)
4/
TB
Représentation TB sur le graphique. (0.5)
On détermine la durée correspondant à un grand nombre de période afin de faire un moyenne et donc de
diminuer l’imprécision.
3TB = 750.10-6 = donc TB = 2,50.10-4s (1)
Réa
FB = 1/TB = 1/(2,50.10-4)=4,00.103Hz (0.5)
Paragraphe argumenté :
Rai + Com
5/ (2.5)
A l’analyse de votre audiogramme, il apparait effectivement, Mademoiselle Alisson Horre, un
dysfonctionnement au niveau de votre audition. Vous semblez percevoir les sons graves mais pas les sons
aigus d’une fréquence proche de 4000Hz.
Compte tenu de votre âge et de vos symptômes, il ne peut pas s’agir de presbyacousie qui touche les
femmes de plus de 50 ans ou d’otospongiose qui affecte les basses fréquences.
Vous avez certainement subit un traumatisme auditif dernièrement comme le son d’une explosion, la
proximité de baffles de boite de nuit ou de concert ou autre.
J’ai bon espoir de croire que votre surdité ne sera que passagère
cependant si les dégâts s’avèrent irréversibles, vous ne serez plus en
mesure d’entendre les sons aigus et donc de distinguer correctement
une conversation dans un environnement sonore. Il faudra donc penser
à un appareillage mais rassurez-vous, les progrès réalisés en la matière
sont considérables tant au niveau de l’esthétisme que de l’efficacité.
Je vous redonne donc rdv dans 15jours pour vérifier l’évolution de vos symptômes.
Exercice 2 : ( 7 pts )
Echographie du cerveau
1/ Ces ondes utilisées sont des ondes ultrasonores puisque leur fréquence est comprise entre 3 MHz et 10
MHz, au-delà des fréquences audibles par l’homme. (1)
2/ Le phénomène physique utilisé dans l’échographie est le phénomène de réflexion. (0,5)
3/ Il est impossible de réaliser l’échographie d’un objet céleste puisque les ondes sonores sont des ondes
mécaniques ayant besoin d’un support pour se propager (ne se propagent pas dans le vide) (1)
Echogramme du cerveau
4/ t = (160-10) µs = 150 µs pour l’hémisphère gauche et l’hémisphère droit. (1.5)
App
5/ 2L = v  t avec v en m.s-1 ; t en s et L en m ; t est la durée d’un aller-retour. (1.5)
v  t 1500  (150  10-6)
6/ L =
=
= 1,13  10-1 m = 11,3 cm. (1.5)
2
2
Exercice 3: ( 5 pts )
Endoscopie
1/ Dans la fibre optique, une onde lumineuse
(électromagnétique) est utilisée. (0.5)
2/ Une onde lumineuse dans un milieu transparent et
homogène se propage en ligne droite à c = 3.00.108m.s-1.
(0.5+0.5)
3/ Le fonctionnement des fibres est basé sur la réflexion
totale. (1.5 + 0.5 schéma)
Com
m
4/ Un phénomène de réfraction peut avoir lieu. (1.5)
Rai