LA SANTE Chap. 3 Les ondes au service de la médecine

I - Les ondes : phénomènes périodiques

Définition : Une onde est une perturbation qui se propage sans transport de matière.

C’est un phénomène périodique : Il se reproduit identique à lui-même à intervalles de temps égaux.

Exemple : Les ondes sonores : Une onde sonore est une perturbation de la pression qui se propage dans un milieu

matériel (généralement de l’air).

Mesures électriques :

Umax : Tension maximale en volt (V) écart entre la valeur maximale et la référence (0V) : Se mesure sur l’axe

vertical

T : Période en seconde (s) durée d’un motif

F : Fréquence en Hertz (Hz) : nombre de motifs par seconde 𝐹 =1

𝑇

s = 10mV/div

Umax = 3 x 10 = 30 mV

B = 1ms /div

T = 4,5 x 1.10-3

= 4,5. 10-3

s

𝐹 =1

𝑇=

1

4,5 × 10−3= 222 𝐻𝑧

: Longueur d’onde en mètre(m) : Distance parcourue par l’onde pendant une période.

II - Ondes sonores et ultrasonores

Fréquences : Les ondes sonores ont des fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz. Les ultrasons ont des

fréquences supérieures à 20 kHz.

Vitesse du son : Le son se propage dans les milieux matériels, il ne se propage pas dans le vide.

Dans l’air le son se propage à la vitesse v = 340 m.s-1

Dans l’eau le son se propage à la vitesse v = 1 500 m.s-1.

Ondes ultrasonores et échographie

L’échographie utilise la technique de l’écho, les ondes ultrasonores sont réfléchies par un obstacle non absorbant.

Connaissant la vitesse du son dans le milieu, on peut mesurer une distance en mesurant un temps

D : Distance parcourue par la salve (aller-retour) (m)

d: Distance à l’obstacle (m)

V : vitesse du son (m.s-1)

: durée de l’aller et retour d’une salve (s)

2

vd

dv

2

Dv

LA SANTE Chap. 3 Les ondes au service de la médecine

III - Ondes électromagnétiques

Une onde électromagnétique correspond à la propagation simultanée d’un champ électrique et magnétique. Une

onde électromagnétique peut se propager dans le vide à la vitesse de 3x108 m/s

IV - Réflexion totale et fibroscopie

Le milieu 2 est moins réfringent que le milieu 1

12 nn alors 11

2 n

n donc 1n Or donc

comme la fonction sinus est croissante alors ri Le rayon réfracté s’écarte de la normale, le phénomène de réflexion totale se produit dès que r = 90°

Angle limite Il ya réflexion totale dès que l’angle de réfraction est égal à 90°, l’angle d’incidence i est dans ce cas l’angle limite

rni sinsin or 190sinsin r et i

Il vient nsin

Réflexion totale

Si i , il y a réflexion totale et l’angle de

réflexion est égal à l’angle d’incidence

FIBROSCOPIE Dans une fibre optique, la lumière se propage grâce à une suite de réflexions totales et il est ainsi possible de transmettre des images ou des informations codées sur de longues distances ; dans le domaine médical, cette propriété est associée à la flexibilité de la fibre pour voir à l’intérieur du corps humain dans les organes creux (endoscopie, coloscopie…)

i

r

n1

n2

r=90°

n1

n2

rni sinsin ri sinsin

i>

n1

n2

r=i