Leçons de niveau 18

Expériences sur le thème de la santé/Santé: Échographie

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Santé: Échographie
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Chapitre no 2
Leçon : Expériences sur le thème de la santé
Chap. préc. :Santé: Fibroscopie
Chap. suiv. :Santé: Imagerie par résonance magnétique
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Utilisation en classe[modifier | modifier le wikicode]

Pour une activité expérimentale destinée à la classe de première ST2S, on peut illustrer les notions autour du sons et ultrasons, avec l'absorption et la réflexion avec l'étude d'une méthode de diagnostic médical, l'échographie, présente à la fin de la partie les ondes au service de la santé du programme.

Expérience[modifier | modifier le wikicode]

Matériel[modifier | modifier le wikicode]

Oscilloscope, GBF, émetteurs ultrasons, récepteurs ultrasons, câbles adaptés, matériaux (bois, papier, mousse...)

Manipulations[modifier | modifier le wikicode]

Il faut brancher l'oscilloscope au niveau du GBF et du récepteur ultrason. Le GBF est lié à l'émetteur ultrason.

Obstacle absorbant[modifier | modifier le wikicode]
Schéma simplifié d'un émetteur et récepteur ultrason.

En intercalant un obstacle entre E (émetteur) et R (récepteur), on observe sur l'oscilloscope le signal envoyé par E, et le signal reçu par R dans plusieurs cas: le cas avec juste de l'air entre les 2, plusieurs cas avec un obstacle entre E et R avec différentes épaisseurs de papier, le cas avec un obstacle en bois, et le cas avec un obstacle en mousse.

Obstacle entre E et R: Air Peu de papier Beaucoup de papier Bois Mousse
Aspect du signal reçu par rapport au signal émis: Pas d'atténuation Pas d'atténuation Peu d'atténuation Beaucoup d'atténuation Beaucoup d'atténuation

Avec cette expérience, on voit que l'atténuation dépend du matériau utilisé et aussi que pour un même matériau, plus l'épaisseur de l'obstacle augmente, plus on a atténuation.

Obstacle réfléchissant[modifier | modifier le wikicode]
Schéma de l'expérience illustrant la réflexion des ondes émises par E, émetteur et récupéré par R, récepteur.

En plaçant E (émetteur) et R (récepteur) du même côté de l'obstacle, on peux étudier la réflexion du signal envoyé par E sur R, avec plusieurs obstacles différents: le cas avec l'air, "sans obstacle" et le cas avec du papier, avec du bois, et de la mousse.

Obstacle réfléchissant: Air (Pas d'obstacle) Papier Bois Mousse
Signal récupéré par R Nul Nul Non nul Nul

Avec cette deuxième expérience, on met en évidence la réflexion de l'onde ultrasonore sur l'obstacle en bois, et pas sur la mousse qui lui absorbe l'onde ultrasonore.

Etude des deux à la fois[modifier | modifier le wikicode]

Si on a suffisamment de récepteur, on peut faire cette étude avec un émetteur et deux récepteurs, pour étudier à la fois le signal transmis à travers un obstacle et le signal réfléchi. Sur les écrans oscilloscopes, en jaune est représenté le signal reçu par le récepteur étudiant la réflexion, en bleu est représenté le signal reçu par le récepteur étudiant la transmission.

Remarque: on obtient un signal dû à la réflexion dans le cas avec l'air et le papier; ce signal est due à la réflexion sur la partie autour du récepteur étudiant la transmission (le capteur étant localisée que dans la partie centrale du disque).

Conclusion[modifier | modifier le wikicode]

Avec cette activité, on permet aux élèves de travailler avec l'oscilloscope pour mettre en évidence les propriétés des ondes ultrasonores, outil nécessaire avant de passer à l'étude documentaire de l'échographie.