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

Répondre par vrai ou faux. Justifier ( une seule bonne réponse) 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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