Physique Echographie d’une boîte mystérieuse Chap.12 Objectifs 

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10/02/2018 SA12_echographie_boite_mysterieuse.doc 1/3

NOM : ... Prénom : ... Classe : 2^nde ….

2^nde Thème : Santé TP n°18

Physique Echographie d’une boîte mystérieuse Chap.12

Objectifs

 Vérifier que le signal est bien ultrasonore.

 Modéliser de manière simple l’échographie.

 Déterminer la forme d’un objet enfermé dans une boîte, en simulant une échographie.

Matériel

 Vous disposez d’un émetteur d’ultrasons avec son alimentation et d’un récepteur d’ultrasons, d’un oscilloscope, de fils de connexion, d’échantillons (plexiglas, carton…) et d’une boite mystérieuse à échographie.

I. Les ondes émises sont-elles bien des ultrasons ?

 Réaliser le montage suivant où E est l’émetteur et B le récepteur.

 Les ondes sonores sont audibles par l’oreille humaine pour des fréquences de 20 Hz à 20 kHz. Au-delà de 20 kHz, les ondes sont qualifiées d’ondes ultrasonores.

 Régler l’émetteur en mode d’émission continu.

 Mettre en marche l’oscilloscope, l’alimentation du générateur d’ultrasons et de l’émetteur d’ultrasons.

 Régler l’oscilloscope pour visualiser au moins une période du signal.

1) Mesurer à l’aide des curseurs de l’oscilloscope la période T du signal : T = ………. ……

2) Calculer la fréquence du signal : f =

3) Les ondes sonores sont-elles des ondes ultrasonores ?

……….

II. Transmission, réflexion, absorption des ultrasons Information

 Lorsqu’une onde sonore se propageant dans le milieu 1 rencontre un milieu 2, à l’interface des 2 milieux une partie de l’onde est transmise, l’autre est réfléchie :

1. Dispositif expérimental

 E désigne l’émetteur d’ultrasons, A et B des récepteurs.

1.1. Que permet d’étudier le dispositif 1 ? La réflexion ou la transmission ?

………..

1.2. Que permet d’étudier le dispositif 2 ? La réflexion ou la transmission ?

………..

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2. Manipulation

 Réaliser le dispositif 1 : le récepteur est relié à l’une des deux voies de l’oscilloscope et est situé à environ 15 cm de l’émetteur.

2.1. Compléter le tableau par « 1 » pour « Onde transmise » ou « 0 » pour « Onde non transmise » lorsqu’un objet est placé entre l’émetteur et le récepteur.

Objet Air Plexiglas Laine de roche Carton Polystyrène Métal Bois Transmission

2.2. Réaliser le dispositif 2 et compléter le tableau par « 1 » pour « Onde réfléchie » ou « 0 » pour « Onde non réfléchie » lorsqu’un objet est placé face à l’émetteur et le récepteur disposés l’un à côté de l’autre.

Objet Air Plexiglas Laine de roche Carton Polystyrène Acier Bois Réflexion

III. L’échographie Document

 L’échographie permet l’étude de multiples organes de l’abdomen, du petit bassin, du cou (thyroïde, ganglions, foie, rate, pancréas, reins, vessie, organes génitaux) mais aussi les vaisseaux (artères et veines), les ligaments et le cœur.

Elle recherche des anomalies qui pourraient les atteindre (tumeurs, infections, malformations) et peut parfois guider un prélèvement en profondeur.

 Au cours d’une grossesse, elle permet d’étudier la vitalité et le développement du fœtus, de dépister des anomalies ou encore de déterminer le sexe de l’enfant.

 Son principe consiste à appliquer une sonde contre la peau en regard de l’organe à explorer. Cette sonde émet des ultrasons qui traversent les tissus puis lui sont renvoyés sous la forme d’un écho.

 Ce signal, une fois recueilli, va être analysé par un système informatique qui retransmet en direct une image sur un écran vidéo.

 L’appareil d’échographie s’appelle un échographe. Il se compose de quatre éléments principaux :

 La sonde reliée à l’appareil par un câble. Elle émet les ultrasons et reçoit le signal après son passage à travers les tissus.

 L’écran vidéo sur lequel les images sont visionnées en direct.

 Le système informatique.

 Le panneau de commande, composé de multiples touches et applications.

 L’échographie est un examen rapide et indolore. Les ultra-sons sont sans danger. L’échographie est un examen sans contre-indication. Il ne permet pas l’étude de tous les organes (os, poumon …).

Texte extrait de http://www.doctissimo.fr/html/sante/imagerie/echographie.htm

1. Questions sur le document

1.1. La « sonde » de l’échographe réalise deux opérations en même temps. Lesquelles ?

………..

C’est vous … il y a bien longtemps

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1.2. Trouver la correspondance entre les différents éléments en traçant un trait.

Echographe réel Dispositif de TP

écran vidéo   boutons de l’oscilloscope

système informatique   émetteur + récepteur

ventre du patient   cerveau du manipulateur

sonde   écran de l’oscilloscope

panneau de commande   boîte mystérieuse

2. Manipulation

 Nous allons déterminer la forme générale d’un objet présent dans une boîte.

 La boîte est divisée en cellules (4  2 ou 3  2) et renferme un objet. Le fond de la boîte est tapissé de laine de roche qui ne réfléchira pas l’onde ultrasonore.

 Réglages

 Reprendre l’un des deux dispositifs  ou .

 Sur l’oscilloscope, sélectionner une sensibilité verticale adaptée lors de vos mesures.

 Mettre l’émetteur en mode d’émission continu.

 Détermination de la forme générale de l’objet 2.1. Sonder la boîte et compléter le schéma suivant :

Référence de la boîte : …….

2.2. Le récepteur reçoit-il un signal lorsque les ultrasons émis par l’émetteur rencontrent l’objet ? Expliquer.

………..

2.3. Le récepteur reçoit-il un signal lorsque les ultrasons émis par l’émetteur rencontrent la laine de roche au fond de la boîte ? Expliquer.

………..

Barème et NOTE : Critère A = 2 : Critère B = 1 : Critère C = -1 ; Critère D = -2 Questions

I II III-1 III-2 Rédaction

NOTE

Critère A-B-C-D A-B-C-D A-B-C-D A-B-C-D A-B-C-D

.../20

Coefficient 3 3 2 3 1

NOTE = 4 + ENT( 16

4  SCF (SOMMEPROD((critère);(coefficient))+ 2  SCF)) où ENT est la partie entière du nombre et SOMMEPROD la somme des produits entre le critère et le coefficient et SCF la somme des coefficients