Des ondes pour explorer le corps humain (correction)

Seconde – Sciences Physiques et Chimiques
1ère Partie : La santé – Chapitre 2
Activité 3
Correction
Des ondes pour explorer le corps humain (correction)
Questions sur la radiographie
1. Quel type d’ondes électromagnétiques est évoqué dans le document ?
Il s’agit des rayons X, ondes électromagnétiques de fréquences de l’ordre de 1017 à 1019 Hz.
2. De quoi dépend le pouvoir pénétrant des ondes ?
Le pouvoir pénétrant des ondes électromagnétiques dépend de leur fréquence, c’est-à-dire de leur
énergie. Plus la fréquence de ces ondes est élevée, et plus elles sont pénétrantes.
3. Pour se protéger des rayons X, dangereux en cas d’exposition répétée, le radiologue se place
derrière un écran de plomb : qu’en déduire sur le plomb ?
Le plomb est un matériau imperméable aux rayons X, dès une faible épaisseur traversée.
Questions sur l’échographie
1. De quoi dépend la vitesse du son ?
La vitesse du son dépend du milieu de propagation : elle est plus élevée dans les solides que dans les
liquides, et dans les liquides que dans les gaz.
2. De quoi semble dépendre la réflexion des ondes ?
La réflexion des ondes sonores (ou ultrasonores) dépend de la rigidité du milieu impacté : plus le
milieu est rigide (os plutôt que tissus mous), plus la proportion d’ondes sonores réfléchies est
importante.
3. Expliquer le rôle du gel entre la sonde et la peau.
Les ultrasons sont beaucoup réfléchis à l’interface entre l’air et la peau. Le gel permet d’éliminer cette
réflexion parasite en assurant la continuité de propagation des ultrasons jusqu’à l’intérieur de
l’organisme.
4. Peut-on utiliser des ondes électromagnétiques de fréquence quelconque en radiographie ?
Le pouvoir pénétrant des rayons X (1017 à 1019 Hz) est nécessaire et suffisant pour pénétrer la matière
organique. Des ondes électromagnétiques de fréquence plus faible ne permettraient pas de pénétrer
suffisamment, et des ondes de fréquence plus élevée seraient trop pénétrants (et, surtout, trop
dangereux…)
5. Pourquoi utilise-t-on des ondes ultrasonores de fréquence de plus de 1 MHz pour
l’échographie ?
Les ultrasons présentent l’avantage de ne pas être perçus par l’oreille humaine. Toutefois, l’examen
est extrêmement dépendant de l’expérience de l’observateur/expérimentateur et reste sujet au
phénomènes d’interférences (speckle ou tavelures).
Les fréquences utilisées dépendent de l’étude menée :
 1,5 à 4,5 Mhz en usage courant pour le secteur profond (abdomen et pelvis), avec une
définition de l'ordre de quelques millimètres ;
 5 Mhz pour les structures intermédiaires (cœur d'enfant par exemple), avec une résolution
inférieure au millimètre ;
 7 Mhz pour l'exploration des petites structures assez proches de la peau (artères ou veines)
avec une résolution proche du dixième de millimètre ;
 de 10 Mhz à 18 Mhz plus par exemple pour l'étude, en recherche, de petits animaux, mais
aussi, dans le domaine médical, pour l'imagerie superficielle (visant les structures proches
de la peau)
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