Travaux pratiques (TP) de Physique de niveau Seconde

Pascalelycee

Description

Tp echographie
Travaux pratiques (TP) en Physique (2011) pour Seconde

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• Langue: Français

Extrait

TP 2ndeL'ÉCHOGRAPHIE Objectif : Pratiquer une démarche expérimentale pour comprendre le principe de l’échographie. IQu’estce que l’échographie ? L’échographie permet d’explorer toutes sortes d’organes (muscles, articulations, foie, rein, vessie et même le foetus). L’examen dure 15 à 30 minutes et permet d’établir un diagnostic rapide. L’appareil utilisé pour réaliser les échographies s’appelle un échographe (voir photo cicontre). IIPrincipe : utilisation des ultrasons On place une sonde sur la région à examiner après avoir appliqué sur la peau un gel. Dans cettesonde sont placés un émetteur et un récepteur d’ultrasons (inoffensifs pour le patient) Quand émetteur émet un ultrason, celuici pénètre donc les tissus jusqu’à ce qu’il soit arrêté par une structure et réfléchi (l’ultrason qui est émis dans cette structure est en partie absorbé par les éléments qui la compose et en partie réfléchi). Il est alors renvoyé en direction de la sonde comme un faisceau lumineux par un miroir. Plus la structure est éloignée plus il mettra du temps à revenir. L’écho qui en résulte est enregistré et donne des informations sur la position et la densité des tissus rencontrés. IIIQue fait l’onde ultrasonore lorsqu’elle rencontre un obstacle ? En utilisant des obstacles constitués de différents matériaux (toile de jute, carton, laine de verre) on réalise différentes expériences. 1)Montage  Placer le récepteur en face de l'émetteur  Réaliser le montage suivant:  Régler l'oscilloscope pour qu'il affiche les signaux des deux voies.  Ajuster la base de temps pour qu'à l'écran, l'écart entre les deux signaux soit le plus grand possible.  Ajuster la sensibilité verticale pour que l'amplitude des signaux soit assez importante. Compléter: Base de temps:……….. / div  Reproduire l'oscillogramme observé. Calibre voie 1 :………. / div Situer chaque signal à l'aide d'une flèche. ………. / divCalibre voie 2 : Signal émis Signal reçu

Réaliser les deux séries d’expériences schématisées cidessous. Pour chaque matériau, compléter les cases du tableau suivant par « oui », « non »ou« partiellement ».

IV- Détermination de la distance entre la sonde et un objet constitué d’un matériau réfléchissant . Donnée : la célérité des ultrasonsdans l’air (à 20°C) vaut environ v = 340m.s1. En utilisant l’obstacle en carton et l’écho qu’il produit (par réflexion), proposer un protocole permettant de déterminer la distance entre la sonde et l’obstacle. Faire valider votre protocole par votreprofesseur avant d’effectuer les mesures. VApplication: L'échographie Poser une pièce de 20 centimes sur la mousse. Recouvrir le tout du tissu fin. A 3 ou 4 cm du tissu, déplacer votre sonde ( l'ensemble Émetteur Récepteur ) le long de la surface la surface.  Notervos observations.  D'après les résultats précédents, résumez le principe de l'échographie. VIL’échographe réel Chaque fois qu’un faisceau d’ultrasons change de milieu de propagation, une partie des ultrasons estréfléchie. Deux grandeurs sont mesurées puis interprétées informatiquement : a) L’amplitude du signal reçu,qui dépend du changement de milieu. Par exemple, entre deux tissus mous, il y a peu de réflexion ; mais entre un tissu mou et un os, la réflexion est importante. Sur une échographie, les tissus qui ne renvoient pas d’échos paraissent noirs alors que ceux qui réfléchissent totalement les ultrasons paraissent blancs (les nuances de gris correspondent à des réflexions partielles, plus ou moins importantes) b) La durée qui sépare l’émission de la réception de chaque échocette mesure permet, connaissant la célérité des ondes ultrasonores dans le milieu observé, de déterminer les dimensions de l’organe observé.