Expériences sur le thème de la santé/Santé: Échographie
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
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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
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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.
Étude 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.
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Utilisation d'un émetteur et de deux récepteurs ultrasons pour étudier à la fois la reflexion et la transmission. -
Utilisation d'un émetteur et de deux récepteurs ultrasons pour étudier à la fois la reflexion et la transmission, avec l'obstacle: plaque de métal. -
Utilisation d'un émetteur et de deux récepteurs ultrasons pour étudier à la fois la reflexion et la transmission, avec l'obstacle: morceau de mousse épais -
Utilisation d'un émetteur et de deux récepteurs ultrasons pour étudier à la fois la reflexion et la transmission, avec l'obstacle: papier
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.
