Correction du TP : Principe de l'échographie

Correction du TP Comment les ultrasons peuvent-ils nous aider à évaluer des
distances : Principe de l'échographie (TP n°8) ?
I) Que se passe-t-il lorsque l'ultrason rencontre un obstacle absorbant
sur son passage? MODE CONTINU Sensibilité horizontale =2 µs.div-1
Transmission dans le cas d'une épaisseur de papier mouchoir (pas ou très
peu d'atténuation) 1) Observer le signal du récepteur et dire si le récepteur a reçu le signal
-sans le modifier -en le modifiant légèrement
-en le modifiant fortement |obstacle |air |1 papier |2 papiers |3 papiers |bois |Laine de |
| | |mouchoir |mouchoir |mouchoir | |verre |
|Forme du |Le |Le signal |Le signal |Le signal |Le signal |Le signal |
|signal |signal |n'est pas |est très |est un peu|est |est peu |
|transmis |n'est |atténué |atténué |plus |fortement |atténué |
| |pas | | |atténué |atténué | |
| |atténué| | | | | | 2)+3) La forme de ce signal est une sinusoïde qui est plus ou mois amortie
suivant la nature de l'obstacle entre l'émetteur et le récepteur.
Conclusion :
la transmission des ultrasons dépend de la nature du matériau
Le matériau qui transmet le mieux le signal est l'air
Le matériau qui transmet le moins bien le signal est le bois
Pour un même matériau, le signal est moins bien transmis quand l'épaisseur
du matériau augmente II) Que se passe -t-il lorsque l'ultrason rencontre un obstacle
réfléchissant sur son passage ?
1) Lorsqu'il n'y a pas d'obstacle, on n'observe à l'oscilloscope (sur la
voie 2) aucun signal correspondant au récepteur.
2) Lorsqu'on place un obstacle, on visualise un signal sur la voie 2. On
observe un décalage entre le signal émis par
l'émetteur et celui reçu par le récepteur car l'onde ultrasonore doit
effectuer un aller-retour entre E et R
3) L'onde ultrasonore se réfléchit sur l'obstacle en bois : c'est de la
réflexion. MODE SALVE Sensibilité horizontale =0,2 ms .div-1
5) Mesurer la durée mise par les ultrasons pour faire l'aller retour :
?t= nombre de divisions (ou carreaux°)[pic]vitesse de
balayage= 6 x 0,2 = 1,2 ms = 1,2.10-3 s
6) Les ultrasons parcourent la distance 2d = 2[pic]AB en une durée égale
à ?t à la vitesse v = 3,4.102 m.s-1.
2[pic] donc d=[pic]
7) calcul de d : d= [pic]=0,020 m (20cm)
L'obstacle est à 20 cm de l'émetteur
8) Avec un réglet on trouve 22 cm ce qui est assez proche de la valeur
trouvée ci-dessus (erreurs d'expériences liées à la mesure de ?t sur
l'oscilloscope).
III°) Principe de l'échographie : On met cote à cote l'émetteur et le
récepteur et on déplace cet ensemble sur la toile de jute (équivalent de
la peau). A chaque fois que l'on rencontre un obstacle (équivalent à un
os par exemple) un signal apparaît en réception. On peut s'aider du
quadrillage sur la toile de jute pour retrouver la forme de la lettre en
bois présente dans la boite : il s'agit d'un L.
Pour aller plus loin (voir la feuille suivante) : -----------------------
E R d = 15 cm E R Obstacle AB Signal émis Signal reçu