Ultrasons et Impédance Acoustique
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Questions and Answers

Quelle est l'intensité sonore la plus faible qu'un sujet normal peut percevoir?

  • 10 dB
  • 0 dB (correct)
  • 125 dB
  • 20 dB

    • À partir de quelle fréquence les ultrasons commencent-ils théoriquement?

  • 30 kHz
  • 20 kHz (correct)
  • 10 kHz
  • 1 kHz

    • Quelle est la célérité des ultrasons dans l'eau?

  • 1300 m/s
  • 1500 m/s (correct)
  • 1600 m/s
  • 1200 m/s

    • Quelle relation peut être utilisée pour établir la longueur d'onde avec la fréquence en MHz?

    <p>$l = 1500 / f$</p> Signup and view all the answers

    Comment la résolution spatiale est-elle influencée par la fréquence utilisée?

    <p>Elle augmente avec une fréquence plus élevée.</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce que l'impédance acoustique caractérise?

    <p>Les propriétés mécaniques d'un milieu.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la formule de l'impédance acoustique?

    <p>Z = r * c</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la longueur d'onde associée à une fréquence de 10 MHz?

    <p>0,15 mm</p> Signup and view all the answers

    Comment la vitesse apparente des ondes sonores change lorsque l'observateur s'éloigne de la source à une vitesse $v_0$?

    <p>C' = C - v0</p> Signup and view all the answers

    Quelle relation décrit la fréquence apparente $f'$ lorsque l'observateur s'éloigne de la source?

    <p>f' = f * (C - v0) / C</p> Signup and view all the answers

    Que se passe-t-il aux ondes sonores lorsque l'observateur s'approche de la source?

    <p>Les ondes sont comprimées dans la direction du mouvement.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la condition pour que $v_0$ soit considéré comme négatif?

    <p>Lorsque l'observateur s'approche de la source.</p> Signup and view all the answers

    À partir de quelle formule peut-on dériver la fréquence apparente $f'$ émise par une source de fréquence $f$?

    <p>$f' = f * (C - v0) / C$</p> Signup and view all the answers

    Quelles surfaces donnent des échos enregistrables par les ultrasons ?

    <p>Surfaces réfléchissantes perpendiculaires au faisceau</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la valeur du coefficient de réflexion entre l'eau et l'air ?

    <p>0,999</p> Signup and view all the answers

    Quelle interface présente le coefficient de réflexion le plus bas dans les exemples donnés ?

    <p>tissu / eau</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi l'air rend-il difficile l'enregistrement des ultrasons ?

    <p>Il a un coefficient de réflexion élevé</p> Signup and view all the answers

    Quel phénomène acoustique se produit souvent lors du passage à travers les côtes ?

    <p>Ombre acoustique</p> Signup and view all the answers

    Quel rôle joue un gel de transmission dans les ultrasons ?

    <p>Il permet une meilleure transmission entre la sonde et la peau</p> Signup and view all the answers

    Quel renforcement des échos est observé lors du passage tissu/eau ?

    <p>Renforcement des échos</p> Signup and view all the answers

    Quelle équation représente la relation entre le coefficient de transmission et d'autres paramètres ?

    <p>$T = \frac{It}{4ZtZi}$</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'impédance des ultrasons dans l'eau ?

    <p>1,5 MRayl</p> Signup and view all the answers

    Quel est le milieu avec la célérité la plus élevée pour les ultrasons ?

    <p>os</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe de fonctionnement des ultrasons ?

    <p>Effet piézo-électrique</p> Signup and view all the answers

    Dans un système d'échographie, quelle fonction peut avoir la céramique vibrante ?

    <p>Émetteur et récepteur</p> Signup and view all the answers

    Quel est le champ de célérité pour les tissus mous ?

    <p>1540 m/s</p> Signup and view all the answers

    Quel type d'onde est émis par une source ponctuelle d'ultrasons ?

    <p>Onde sphérique</p> Signup and view all the answers

    Laquelle des affirmations suivantes sur l'impédance est correcte ?

    <p>Plus l'impédance est élevée, plus la célérité de l'onde est grande.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la célérité des ultrasons dans l'air ?

    <p>343 m/s</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la fonction principale de l'effet piézo-électrique direct ?

    <p>Convertir la pression acoustique en signal électrique</p> Signup and view all the answers

    Que fait la sonde à ultrasons dans le cas d'une émission pulsée ?

    <p>Elle alterne entre émettre et recevoir.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la longueur d'onde $l'$ lorsque la source s'éloigne de l'observateur?

    <p>$l' = \frac{C + v_S}{f}$</p> Signup and view all the answers

    Comment la fréquence perçue par l'observateur $f'$ est-elle liée à la fréquence émise $f$ lorsque la source s'éloigne?

    <p>$f' = f \cdot \frac{C}{C + v_S}$</p> Signup and view all the answers

    Que représente la variation de fréquence $ riangle F$ dans l'équation donnée?

    <p>La différence entre fréquences émise et réfléchie</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la relation entre la variation de fréquence $ riangle F$, la vitesse de la particule réfléchissante, et $ heta$?

    <p>$\triangle F = \frac{2v \cos \theta}{F_0}$</p> Signup and view all the answers

    Quel est le signe de $v_S$ lorsque la source s'approche de l'observateur?

    <p>Négatif</p> Signup and view all the answers

    Quelle valeur est correcte pour $\Delta F$ si $v = 2$, $ heta = 60°$, et $F_0 = 1500$?

    <p>$\Delta F = 1000 Hz$</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la formule pour déterminer la fréquence perçue si la source s'approche à vitesse $v_S$?

    <p>$f' = f \cdot \frac{C - v_S}{C}$</p> Signup and view all the answers

    En acoustique, que décrit la longueur d'onde $l$?

    <p>La distance entre deux crêtes consécutives</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Introduction

    • L’intensité sonore minimale perceptible par un sujet normal est de 0 dB.
    • La gamme de fréquences audibles par l’homme se situe entre 20 Hz et 20 000 Hz.
    • Les ultrasons sont des ondes sonores dont la fréquence est supérieure à 20 000 Hz.

    Ultrasons

    • En médecine, les ultrasons utilisés en échographie et vélocimétrie Doppler se situent entre 1 MHz et 20 MHz.
    • La célérité des ultrasons dans l'eau et les tissus biologiques est d'environ 1500 m/s.
    • La longueur d'onde des ultrasons est inversement proportionnelle à la fréquence.
    • Une fréquence plus élevée correspond à une résolution spatiale accrue.

    Impédance acoustique

    • L'impédance acoustique caractérise les propriétés mécaniques d'un milieu et sa compressibilité.
    • Plus l'impédance est élevée, plus la célérité de l'onde ultrasonore est importante.
    • L'impédance acoustique est définie par Z = r.c, où r est la densité du milieu et c la célérité des ultrasons.

    Production des ultrasons

    • L'effet piézo-électrique est utilisé pour produire et recevoir les ultrasons.
    • L'effet piézo-électrique direct consiste à générer une tension électrique lorsqu'un matériau piézo-électrique est soumis à une pression mécanique.
    • L'effet piézo-électrique inverse permet de faire vibrer un matériau piézo-électrique lorsqu'une tension électrique lui est appliquée.
    • Les transducteurs utilisés en échographie sont des capteurs associant à la fois l'émetteur et le récepteur d'ultrasons.

    Faisceaux d'ultrasons

    • Une source ponctuelle d'ultrasons émet une onde sphérique.
    • Le coefficient de réflexion R représente la proportion d'énergie ultrasonore réfléchie à l'interface entre deux milieux.
    • Le coefficient de transmission T représente la proportion d'énergie ultrasonore transmise à l'interface entre deux milieux.
    • Les valeurs élevées du coefficient de réflexion entre l'eau et l'air et entre l'eau et l'os expliquent les difficultés de propagation des ultrasons à travers ces milieux.
    • L'excellente transmission des ultrasons entre les tissus et l'eau explique le renforcement des échos observés derrière les collections liquidiennes.

    Effet Doppler

    • L'effet Doppler permet de mesurer la vitesse d'un objet en mouvement en analysant le changement de fréquence de l'onde ultrasonore réfléchie.
    • Si l'objet s'éloigne de la source d'ultrasons, la fréquence perçue par le récepteur est inférieure à la fréquence émise.
    • Si l'objet se rapproche de la source d'ultrasons, la fréquence perçue par le récepteur est supérieure à la fréquence émise

    Vélocimétrie Doppler

    • La vélocimétrie Doppler permet de mesurer la vitesse du sang dans les vaisseaux.
    • La variation de fréquence DF est proportionnelle à la vitesse de la particule réfléchissante.
    • La vélocimétrie Doppler est utilisée pour diagnostiquer des maladies cardiaques et vasculaires.

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