Nom, Prénom, Classe : ………...
Seconde
EVALUATION N°3 (1h)
Toutes les réponses doivent être rédigées et justifiées !!
Exercice 1 : (11pts) Electrocardiogramme
La figure ci-dessous représente quatre modèles d'ECG, numérotées (a), (b), (c) et (d). Ils représentent soit un rythme cardiaque normal soit trois types de pathologie cardiaque: rythme cardiaque trop rapide (tachycardie), irrégulier et ralentissement du rythme cardiaque (brachycardie).
1/ Donner la définition d'un phénomène périodique. Les 4 signaux précédents (a), (b), (c) et (d) sont-ils périodiques?
2/ Sans faire de calcul, mais en expliquant clairement vos observations et conclusions, faire correspondre à chaque tracé ECG (a), (b), (c) et (d) l'un des quatre rythmes décrits ci-dessus (normal, rapide, irrégulier, lent).
3/ Le dossier médical d’une patiente : Madame Lekeur contient différentes analyses dont un électrocardiogramme réalisé au repos. Voici cet ECG (la valeur d'une division est clairement indiquée sur l’ECG sur le graphique):
(a)
(b)
(c)
(d)
Sensibilité horizontale: 400 ms / DIV Sensibilité verticale: 1 mV / DIV 1 DIV
(a)
(b)
(c)
(d)
ECG de Madame Lekeur
a- Donner la définition de la période et représenter une sur le graphique.
b- Calculer la période du signal avec précision. Donner le résultat en utilisant la notation scientifique.
c- Donner la définition et l’unité de la fréquence du signal. Déterminez-la.
d- Faites figurer Umax et Umin sur le graphique puis déterminer la valeur de Umax.
e- Sachant que pour un homme au repos complet le rythme cardiaque est de 60 battements par minute, en déduire si l’ECG étudié est celui d’un homme au repos.
f- A quel moment dans la journée peut-il y avoir une augmentation de la fréquence cardiaque ? g- Comment ce signal serait-il modifié si l'échelle de temps passait à 800 ms / DIV, l'échelle verticale demeurant inchangé? Dessiner la forme du signal obtenu ci-dessous:
Exercice 2 : (5.5pts) Suite des examens…
Madame Lekeur est enceinte. Au cours du 5ème mois de grossesse, elle doit réaliser une échographie morphologique qui permet d'évaluer la croissance du fœtus grâce à différentes mesures, la mobilité fœtale, la position du placenta et la quantité de liquide amniotique.
1/ Quelle est le type d’onde utilisé pour réaliser l’échographie ? A-t-elle besoin d’un milieu matériel pour se propager ?
L’échographie d’un fœtus et le signal issu du capteur de la sonde sont schématisés ci-dessous. Lors de cette échographie, une salve ultrasonore est émise par l’émetteur de la l’onde à la date 0 s.
2/ Qu’arrive-t-il à l’onde ultrasonore lorsqu’elle arrive à la surface de séparation entre le corps de la mère et le fœtus ?
3/ Pourquoi observe-t-on deux pics sur le graphique ?
4/ A quoi correspondent les pics enregistrés aux dates 90 s et 140 s.
5/ On admet que la vitesse des ondes ultrasonores est égale à 1540 m.s-1 dans le corps humain. Calculer la distance d1 entre la sonde et le foetus.
Exercice 3: (3.5pts) Endoscopie et radiographie
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 ?
3/ Décrire alors le principe de fonctionnement d’une fibre optique. Vous devez illustrer vos propos en complétant le schéma de droite.
4/ Quel autre phénomène peut avoir lieu au niveau d’une
surface de séparation de deux milieux transparents ? Illustrer avec un schéma.
Bon travail !
CORRECTION
Exercice 1 : (11pts) Electrocardiogramme
1/ Un signal périodique est un phénomène qui se reproduit identique à lui-même à intervalles de temps égaux. (1) Les 3 signaux (a), (b), (c) sont périodiques, (d) ne l’est pas puisqu’aucun motif régulier n’est répété.
(0.5)
2/ (d) est un ECG au rythme cardiaque irrégulier car on observe une tension non périodique ; (a) est un ECG normal car on observe une période plus petite que c) mais plus grande que b), (b) est l’ECG trop rapide et (c) trop lent. (1)
3/ Le dossier médical d’une patiente : Madame Lekeur contient différentes analyses dont un
électrocardiogramme réalisé au repos. Voici cet ECG (la valeur d'une division est clairement indiquée sur l’ECG sur le graphique):
a- La période est la plus petite durée au bout de laquelle le signal se reproduit identique à lui-même. (0.5) et représenter une sur le graphique (0.5).
b- 3T = 8.6 * 400 donc T = 1,1.103ms (1.5)
c- La fréquence est le nombre de motif par seconde. L’unité est le hertz. F = 1/T = 1/(1,1)=8,7.10-1Hz (0.5+0.5+1)
d- Faites figurer Umax et Umin sur le graphique (0.5+0.5) puis déterminer la valeur de Umax = 0.5mV. (0.5) e- 60 bat/min = 1 bat /s. C’est à peu près l’ECG d’un homme au repos (1)
f- Il peut y avoir une augmentation de la fréquence cardiaque lors d’un effort. (0.5)
g- Ce signal serait comprimé horizontalement si l'échelle de temps passe à 800 ms / DIV (1)
Sensibilité horizontale: 400 ms / DIV Sensibilité verticale: 1 mV / DIV 1 DIV
ECG de Madame Lekeur
Exercice 2 : (pts) Suite des examens…
1/ Pour réaliser l’échographie, les ondes utilisées sont les ultrasons qui ont besoin d’un milieu matériel pour se propager. (0.5+0.5)
2/ Lorsqu’elle arrive à la surface de séparation entre le corps de la mère et le fœtus l’onde ultrasonore est partiellement réfléchie, partiellement transmise. (0.5+0.5)
3/ Les deux pics sur le graphique : l’un correspond à l’onde reçu après réflexion sur la surface de séparation mère / fœtus. L’autre après réflexion sur la surface de séparation fœtus / mère. (1)
4/ Le pics enregistré à la date 90 s correspond au temps que met l’onde pour parcourir 2d1 ; celui à 140 s, le temps pour parcourir 2(d1 + d2). (1)
5/ d1 = vUS * t / 2 AN : d1 = 1540 * 90.10-6 / 2 = 6,9.10-2m = 6.9cm (1.5)
Exercice 3: (3,5pts) Endoscopie et radiographie
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. (0.5)
3/ Le fonctionnement des fibres est basé sur la réflexion totale.
(1 + 0.5 schéma)
4/ Un phénomène de réfraction peut avoir lieu. (0.5+0.5)
