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

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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 (V) : Ecart entre la valeur maximale et la référence (0V) : Se mesure sur l’axe vertical

T : Période (s) : Durée d’un motif élémentaire (plus petit motif qui se répète).

F ou f : Fréquence en Hertz (Hz) : Nombre de motifs par seconde avec T en seconde

Sensibilité verticale (SV)

SV = 10mV/div (1 division représente 10 mV)

Umax = 3 x 10 = 30 mV

Balayage (B) = Sensibilité Horizontale (SH)

SH = 1ms /div = 1.10-3

s / div (1 division représente 1 ms)

T = Nombre de divisions x SH

T = 4,5 x 1.10-3

= 4,5. 10-3

s

= 22.10

1 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 :

v =

v =

d = v x

U (en V)

t en s

T

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

d : Distance à l’obstacle en m

V : vitesse du son en m.s-1

t: durée de l’aller et retour d’une salve en s

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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 c = 3,00 x 108

m/s.

Bilan : Il existe deux types d’ondes :

Les ondes électromagnétiques (qui peuvent se propager dans le vide). Ex. : la lumière visible.

Les ondes mécaniques (qui ont besoin d’un milieu matériel pour se propager). Ex. : Cercles dans une flaque d’eau ou les

ondes sonores (son).

IV - Réflexion totale et fibroscopie

Le milieu 2 est moins réfringent que le milieu 1 soit n2 < n1

La 2nde

loi de Snell-Descartes : n1 x sin i = n2 x sin r

Si n2 < n1 alors sin i < sin r donc i < r (fonction sinus est croissante)

Alors le rayon réfracté s’écarte de la normale ; si r = 90° alors le rayon réfracté et situé sur le dioptre. Au-delà, il se

produit le phénomène de réflexion totale. Le phénomène de réflexion totale se produit dès que r = 90°

Angle limite

Il y a réflexion totale dès que l’angle de réfraction est égal à 90°, l’angle d’incidence i est dans ce cas l’angle limite ou ilim

n1 x sin i = n2 x sin r or r = 90 ° donc sin r = sin 90 = 1 donc sin = sin ilim =

=

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

i>

n1

n2

r=i