P5-C

P5 Je sais extraire et exploiter des informations concernant la nature des ondes et leurs fréquences
en fonction de l’application médicale.
Exercice n°1 :
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. Un gynécologue veut mesurer la taille de la tête d'un fœtus lors
d'une échographie. Il utilise des ondes qui se propagent à la vitesse v = 800 m/s dans les
différentes parties du corps.
1. Quel type d'onde le gynécologue utilise-t-il ?. Peut-il utiliser des ondes
lumineuses ?
2. Sur quel principe physique fonctionne l'échographie ? Comment l'appareil d'échographie
détermine-t-il la position du foetus, préciser le sens dans lequel se propagent les ondes
entre la sonde et le fœtus.
3. Pourquoi cette technique se nomme-t-elle échographie ?
4. La sonde émet de brèves impulsions. Dans le cas de l'observation de la tête du fœtus, une
impulsion émise donne deux « échos » séparés par une durée Δ(t)= 6,0.10-5 s.
Pourquoi deux « échos » sont-ils perceptibles ?. Calculer la largeur de la tête du fœtus.
Correction :
1. Des ondes ultrasonores car l’intervalle de fréquence du texte est au dessus de la fréquence
20 000Hz (fréquence maximale audible )
Non car les ondes lumineuses sont réfléchies par la peau
2. Lorsqu’une onde ultrasonore arrive à la surface de deux milieux différents , une partie des ondes
est réfléchie et l’autre est transmise . L’analyse des ondes réfléchies permet de calculer les
distances parcourues et de reconstituer les éléments traversés . Les ondes font un aller retour .
3. Dans la vie courante quand on entend une onde sonore se réfléchir sur un obstacle , on parle
d’écho
4. Les deux échos proviennent des réflexion de l’onde sur la partie inférieur et supérieur de la tête
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du foetus . le décalage de temps mesuré correspond à une distance D = vx Δ(t)=800x6,0.10
=4,8x10-2 m
Cette distance correspond à un aller et retour , c'est-à-dire à deux fois largeur du crâne du
fœtus : 2,4x10-2 m