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Les ondes sonores et électromagnétiques : applications médicales

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Caractéristiques des ondes

  • Une onde est un phénomène de propagation d’une perturbation sans déplacement de matière.
  • L’onde étudiée peut être périodique ou non. La perturbation qui en résulte peut être longitudinale ou verticale. c=dΔtc=\dfrac{d}{\Delta t}
  • Si l’onde est périodique, donc qu’elle consiste en la répétition cyclique d’un motif élémentaire, on peut la caractériser grâce à d’autres facteurs : c=λT et λ=cTc=\dfrac{\lambda}{T}\ \text{et} \ \lambda=cT T=1f et f=1TT=\dfrac{1}{f}\ \text{et} \ f=\dfrac{1}{T} c=λfc=\lambda f

Les différents types d'ondes

  • Une onde mécanique est une onde qui nécessite un milieu matériel pour se propager. Le son en est une, sa célérité dans l’air est de 340 ms1340\ \text{m}\cdot\text{s}^{-1}.
  • Entre 20 Hz et 20 kHz une onde sonore est dite audible, on l’appellera simplement un son.
  • Au-delà de 20 kHz on rentre dans le domaine des ultrasons.
  • En-dessous de 20 Hz on rentre dans le domaine des infrasons.
  • Une onde électromagnétique est la perturbation d’un champ électrique et magnétique qui se propage à 3,00×108 ms13,00\times108\ \text{m}\cdot\text{s}^{-1} dans le vide.
  • La réflexion décrit le phénomène de retour d’une onde vers son milieu d’origine.
  • La diffusion décrit dans quelle mesure une onde peut traverser partiellement un milieu non-transparent.

Applications médicales

  • L’échographie est un outil de diagnostic qui utilise les ultrasons pour visualiser une partie du corps. La distance dd d’une structure par rapport à l’émetteur se retrouve grâce à la relation d=c×t2d=\dfrac{c\times t}{2}
  • La radiographie fait appel aux rayons X (λ\lambda est compris entre 10-12 et 10-10 m).
  • Un émetteur bombarde le corps à explorer et on récupère les rayons X qui diffusent à travers les structures à l’aide d’un écran situé du côté opposé à l’émetteur.