Aurélie 04/04/09 Aurélie 04/04/09
 

 

Ondes sonores et électromagnétiques : QCM d'après DTS IMRT 99


 

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Une onde sonore ou ultrasonore :

A- se propage dans le vide à la vitesse de 340 m/s. Faux

Une onde sonore ou ultrasonore est une onde mécanique : elle ne se propage pas dans le vide.

B- ne se propage pas dans le vide. Vrai

C- s'accompagne d'un transport de matière. Faux.

Une onde transporte de l'énergie ; elle ne transporte pas de matière.

D- se propage dans l'air à 20°C à la vitesse de 3 ·108 m/s. Faux.

Se propage dans l'air à environ 340 m/s.


Une onde électromagnétique :

A- se propage dans le vide à la vitesse de 3 ·108 m/s. Vrai

B- ne se propage pas dans le vide. Faux.

C- s'accompagne d'un transport de matière. Faux.

D- se propage dans l'air à 20°C à la vitesse de 500 m/s. Faux.


L'impédance acoustique d'un milieu vaut : Z = r c.

µ :masse volumique en kg.m-3 ;

c : vitesse de propagation des ondes dans le milieu en m.s-1 ;

Z impédance acoustique en kg.m-2.s-1.

Une onde acoustique de fréquence f = 5,3 MHz traverse un milieu musculaire (1) d'impédance Z1 = 1,6 ·106 kg.m-2.s-1 et de masse volumique µ =1,04 103 kg.m-3, puis un milieu osseux (2) d'impédance Z2 = 5 ·106 kg.m-2.s-1 et de masse volumique µ= 1,9 103 kg.m-3.

A- La fréquence de l'onde dans le milieu osseux (2) est différente de 5,3 MHz. Faux.

La fréquence caractérise une onde ; la fréquence ne dépend pas du milieu traversé par l'onde.

B- La vitesse de propagation est plus petite dans le milieu (2) que dans le milieu (1). Faux.

c1 = Z1/r1 = 1,6 ·106 / 1,04 103 =1,54 103 m/s ; c2 = Z2/r2 = 5 ·106 / 1,9 103 =2,6 103 m/s

C- La vitesse de propagation est plus grande dans le milieu (2) que dans le milieu (1). Vrai.

D- La vitesse de propagation de l'onde dans le milieu (2) vaut 1580 m/s. Faux.


Une onde sinusoïdale ultrasonore de fréquence f = 1 MHz se propageant à la vitesse de 340 m/s, a une longueur d'onde de :

A- 0,34 mm. Vrai.

l = c/f =340/106 =3,4 10-4 m = 3,4 10-1 mm.

B- 300 m. Faux.

C- 3,3 mm. Faux.

D- 0,34 m. Faux.




L'intensité acoustique d'une onde plane ultrasonore décroît exponentiellement avec la distance traversée. On note µ le coefficient linéique d'absorption.
substance
fréquence f (MHz)
µ(m-1)
os
0,6
76,9
os
1
263
os
2
1000
os
3,5
1667
A- Si un faisceau d'ultrasons doit pénétrer la boîte crânienne, il n'est pas souhaitable d'utiliser des ultrasons de fréquence 3,5 MHz. Vrai.

L'intensite I du faisceau d'ultrasons, c'est-a-dire la puissance transportée par unite de surface, décroit avec l'épaisseur x du matériau traversé selon une loi exponentielle du type I = I0 exp(-µ x ) , où µ représente un coefficient d'atténuation qui depend du milieu traversé et varie avec la fréquence des ultrasons.

Pour une intensité I0 donnée, plus la fréquence augmente, plus µ augmente : en conséquence plus l'épaisseur traversée est faible.

B- Dans l'os, l'atténuation par absorption est indépendante de la fréquence. Faux.

C- Un faisceau d'ultrasons pénètre d'autant plus profondément dans la matière que sa fréquence est plus élevée. Faux.

Pour une intensité I0 donnée, plus la fréquence augmente, plus µ augmente : en conséquence plus l'épaisseur traversée est faible.


substance
fréquence f (MHz)
µ(m-1)
muscle
1
26,2
graisse
1
10
L'absorption d'un faisceau d'ultrasons de fréquence 1 MHz après traversée de 15 cm de graisse est telle que l'intensité acoustique du faisceau transmis vaut :

A- I = 0,500 I0. Faux.

I = I0 exp(-µ x ) ; I = I0 exp(-10*0,15) = 0,223 I0

B- I = 0,777 I0. Faux

C- I = 0,223 I0 . Vrai

D- I = 0 . Faux


Au cours de la traversée d'une interface entre deux milieux d'impédance Z1 et Z2 avec Z1 << Z2, un faisceau d'ultrasons arrivant perpendiculairement à l'interface est :

A- partiellement transmis et partiellement réfléchi. Faux

Lorsqu'une onde ultrasonore arrive perpendiculairement à la surface de séparation de deux milieux d'impédance acoustique respective Z1 et Z2, on rappelle que les coefficients de réflexion et de transmission sont donnés par :

aR = (Z2-Z1)2 /(Z2+Z1)2 ; aT = 4Z2Z1 /(Z2+Z1)2 .

Si Z1 << Z2 , alors Z2-Z1~Z2 ; Z2+Z1~Z2 et aR ~ 1 et aT ~4Z1 /Z2~0.

B- pratiquement intégralement transmis. Faux

C- pratiquement intégralement réfléchi. Vrai


Au cours d'une échographie (type A), un faisceau d'ultrasons intermittent est dirigé vers des organes immobiles.

L'impulsion réfléchie à chaque interface est reçue par la sonde.

Le retard de l'impulsion reçue par rapport à l'impulsion incidente est relié à la position x de l'interface par la relation suivante :

A- t = x /V . Faux

Les ultrasons font le trajet aller, sont réfléchis, puis font le trajet retour ; ils parcourent la distance 2x avant détection.

B- t=2x/V . Vrai

C- t = V / (2x). Faux

D- t = 2xV. Faux




L'effet Doppler est une technique d'investigation très répandue dans le domaine biologique pour observer des objets en mouvement inaccessible à la vision directe. Si la source est immobile et le récepteur en mouvement, on connaît la relation :

Quand le récepteur s'approche de la source, la fréquence perçue est :

A-plus élevée que celle de l'onde émise. Vrai

Les deux vecteurs vitesses forment un angle q supérieur à 90 et cos q < 0 donc la fréquence perçue est plus grande .

B- plus faible que celle de l'onde émise. Faux

 C- identique à la fréquence émise. Faux.


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