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L'échographie médicale chap : propagation d'une onde
coucou ! il s'agit d'un exo de physique que je n'arrive pas a terminer...
j'ai répondu à la question 1 mais après je ne comprends pas trop la démarche à suivre...
Pour effectuer une échographie , on utilise une sonde émettrice et réceptrice d'ondes ultrasonores.
on ademet les dimensions des détails observés sur une échographie sont de l'ordre de la longueur d'onde de l'onde ultrasonore employée.
On admet que la célérité des ondes ultrasonores dans tout le corps humain : V = 1.5 km.s-1 les fréquences utilisées sont de F1 2.0 MHz pour les organes profonds, F2 6.0 MHz pour les petits oraganes et la pédiatrie et F3 15 MhHz pour l'ophtalmologie
QUESTIONS
1. pour les 3 fréquences , trouver les longueurs d'ondes dans l'air de ses ondes ultrasonores avec Vair = 0.34 km/s
( j'ai trouvé : lamda = vair / frequence donc lamda 1 / 1.7 * 10-1m , lamda 2 = 5.7 * 10-2 m , lamda 3 = 2.3 * 10-2m )
2. quelles sont les dimensions des détails que l'on peut observer pour les différentes fréquences utilisés ?
3. on note D : distance pour laquelle l'intensité de l'onde ultrasonore est la moitié de l'intensité émise : Pour N = 2.0 MHz on a D = 6.0 m .
D'autres part si l'on multiplie k par la fréquence f utilisée D est divisée par k² : on admet que la limite de l'observation s'effectue losque l'intensité ultrasonore, reçue après réflexion est la moitié de l'intensité émise .
a/ quelles est la profondeur sondée pour les fréquences de 6.0 et 15.0 MHz ?
b/ justifier leur emploi en échographie médicale et dire quel est l'aventage de l'utilisation des ultrasons en médecine.
Merci d'avance pour votre aide
Nous sommes d'accord pour les unités à employer.
Alors, que vaut la vitesse du son dans l'air (avec la bonne unité) ?
Que valent les trois longueurs d'onde dans l'air ?
Pour information : la longueur d'onde se représente souvent par la lettre grecque lambda : 
Ton message de 19 h 39 : ce sont les bonnes valeurs numériques si tu mets l'unité correcte, le mètre
Je suppose que la question 2 concerne les détails du corps. Donc ce n'est plus la même vitesse des ultrasons.
c'est la vitesse donnée dans l'énoncé v = 1.5 km.s-1 soit 1.5 * 10 3 m.s-1
je dois refaire les calculs de pour les 3 fréquences différentes ?
Oui. Ce sont donc les plus petits détails que l'on peut observer dans ces trois tissus.
Il faut que tu recopies sans erreur la question 3 qui pour l'instant est incompréhensible.
on note D la distance pour laquelle l'intensité de l'onde ultrasonore est la moitié de l'intensité émise.
Pour N = 2.0 MHz on a D = 6.0 m.
D'autres part, si l'on multiplie k par la fréquence f utilisée, D est divisée par k².
on admet que la limite de l'observation s'effectue losque l'intensité ultrasonore, reçue après réflexion, est la moitié de l'intensité émise.
QUESTIONS
a/ quelles est la profondeur sondée pour les fréquences de 6.0 et 15.0 MHz ?
b/ justifier leur emploi en échographie médicale et dire quel est l'aventage de l'utilisation des ultrasons en médecine.
Je suppose qu'il faut lire :
D'autre part, si l'on multiplie par k la fréquence f utilisée, D est divisée par k2.
Est-ce cela ?
Avant de répondre à la question a) peux-tu me dire quelle est la profondeur sondée pour N = 2,0 MHz ?
Je ne crois pas.
Après 6,0 mètres l'intensité est divisée par 2 en effet.
Mais la profondeur sondée est la profondeur d'un organe (que l'énoncé suppose parfaitement réfléchissant) telle que après l'aller et retour l'intensité soit divisée par 2
Donc, la profondeur sondée est la moitié : 3,0 mètres
Tu peux maintenant répondre à la question 3a
En passant d'une fréquence de 2 MHz à une fréquence de 6 MHz, on a multiplié la fréquence par 3
On a donc divisé la profondeur de pénétration par 9
La nouvelle profondeur sondée est donc 3,0 / 9 = 33 cm environ. Ce qui doit convenir pour les petits organes (non profonds) et pour la pédiatrie.
Profondeur de pénétration pour l'ophtalmologie ?
Mais J-P est un spécialiste de ces techniques et t'en dirait plus (et mieux) que moi.
1/
Lambda = Vitesse / fréquence.
Dans l'air:
A 2 MHz : Lambda1 = 0,17 mm
A 6 MHz : Lambda2 = 250.10^-6 m = 0,057 mm
A 15 MHz : Lambda3 = 100.10^-6 m = 0,023 mm
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2)
Lambda = Vitesse / fréquence.
Dans le corps humain:
A 2 MHz : Lambda1 = 750.10^-6 m = 0,75 mm
A 6 MHz : Lambda2 = 250.10^-6 m = 0,25 mm
A 15 MHz : Lambda3 = 100.10^-6 m = 0,1 mm
Cela donne les ordres de grandeur des dimensions des détails observés en fonction de la fréquence des ondes ultrasonores.
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3)
a)
Profondeur sondée à 2MHz : (1/2)*6m = 3m
Profondeur sondée à 6MHz : (1/2)*6m * (2/6)² = 0,3 m (30 cm environ)
Profondeur sondée à 15MHz : (1/2)*6m * (2/15)² = 0,05 m (5 cm environ)
b)
avantages d'utilisation de l'echographie dans le médical:
- Pratiquement aucun danger (au contraire des Rayons X (rayons ionisants) et RMN pour les patients avec métal dans le corps (exemple broche ou pacemaker ou ...))
- Indolore pour le patient. (idem pour les autres RX, RMN, sauf cas particuliers)
- N'est en général pas invasif, ne demande pas d'anesthésie, ou préparation médicale compliquées.
- Le matériel est beaucoup moins cher que les installations en RX ou de RMN
Il ne faut cependant pas penser que l'échographie peut systématiquement remplacer les autres systèmes d'imagerie médicale, RX traditionnels, Scanner, RMN.
Ces systèmes sont complémentaires et chacun possède des domaines d'utilisations particuliers.
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Sauf distraction.
calor >>
Si on multiplie la fréquence par k la distance de pénétration est divisée par k2
Tu as calculé que pour F = 2 MHz (la distance de pénétration étant D2 = 6,0 m) la profondeur sondée est PS2 = D2 / 2 = 3,0 m
Donc pour une autre fréquence F' telle que F' = k F la profondeur sondée sera PS' = PS2 / k2
Il est possible d'écrire cela PS' = (1/2)*D2*(F / F')2
Exemple : pour F' = 6 MHz = 3 * F (donc k = F' / F = 3 et k2 = 9) on a PS6 = PS2 / 9 
0,33 m ou environ 30 cm
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