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DEVOIR SURVEILLE N°3 : Les signaux périodiques et ondes ? imagerie
médicale. L'usage ... L'émetteur et le récepteur sont reliés à un système d'
acquisition.
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DEVOIR SURVEILLE N°3 : Les signaux périodiques et ondes imagerie médicale
Lusage de la calculatrice est autorisé.
EXERCICE 1 : Electrocardiogramme (7pts)
Voici une partie de l'électrocardiogramme d'un patient :
Sur la durée de l'enregistrement, le signal peut-il être considéré comme périodique ? Justifier votre réponse (1pt)
Si oui, calculer sa période T. (1pt)
Définir la fréquence puis donner la relation entre la période et la fréquence (1pt)
Calculer sa fréquence f, qui est celle des battements du cur. (1pt)
Déterminer le rythme cardiaque du patient en battements par minute. (1pt)
Quelle est la valeur de la tension maximale Umax de ce signal ? de la tension minimale Umin ? Le signal est-il symétrique ? Justifier. (2pts)
EXERCICE 2 : Les ondes ultrasonores (7pts)
Un émetteur et un récepteur de salves sonores sont placés côte à côte à une distance d dun écran. Lémetteur et le récepteur sont reliés à un système dacquisition. Votre ami na pas compris le TP sur léchographie et vous pose les questions suivantes :
Quest ce quune onde sonore ? Comment se propage t-elle ? (1pt)
Quel est le domaine de fréquence pour lequel les ondes sonores sont audibles ? (1pt)
A quoi correspond la date t1 ? et la date t2 ? (1pt)
Que représente la durée (t = (t2- t1) ? Calculer sa valeur en lexprimant en milliseconde puis en seconde. (2pts)
La vitesse de propagation des ultrasons dans lair, à 20°C, est v = 340 m.s1. Calculer la distance d séparant lémetteur/récepteur de lécran. Vous exprimerez le résultat en mètre puis en centimètre. (2pts)
EXERCICE 3 : (6pts)
Des réflecteurs à rayon laser ont été déposés à la surface de la Lune lors de différentes missions Apollo. Depuis la Terre, on vise un réflecteur avec un faisceau laser et on mesure la durée (t séparant lémission de la réception. En France, le CERGA (Centre dEtude et de Recherche en Géodynamique et Astrométrie) réalise ces mesures.
Lors dune expérience, on a trouvé : (t = 2,51 s.
Dans quels milieux se propage la lumière ? (0,5pt)
Donner la valeur de la vitesse de propagation de la lumière dans le vide ? On donnera le résultat en m.s-1 puis en km.s-1 et avec trois chiffres significatifs. (1,5pts)
Déterminer la distance qui sépare la surface des deux astres. (2pts)
En déduire la distance entre le centre des deux astres. (2pts)
Données : Rayon de la Terre : RT = 6,40.103 km ; Rayon de la Lune : RL = 1,74.103 km
CORRECTION
Exercice 1 :
Sur la durée de lenregistrement, ce signal est périodique car il se reproduit identique à lui-même à intervalles de temps égaux.
Pour plus de précision, on mesure 3 périodes : 3T = 0,4x8,5/1,1 =3,0 s soit T = 1,0 s
La fréquence représente le nombre de battements par seconde. Elle est égale à linverse de la période : f = 1/T soit f = 1/1,0 = 1,0 Hz
Le rythme cardiaque : f = 1,0x60 = 60 battements/min
Umax = 1,4 mV et Umin = - 1,1 mV donc le signal nest pas symétrique car Umax ( - Umin
Exercice 2 :
Une onde sonore est un phénomène périodique qui se propage par une suite de compressions et de dilatations du milieu de propagation. Elle se propage dans un milieu matériel solide, liquide ou gazeux mais ne peut pas se propager dans le vide.
Les ondes sonores audibles ont une fréquence comprise entre 20 Hz et 20 kHz.
La date t1 correspond à la date à laquelle le signal ultrasonore est émis par lémetteur et la date t2 à laquelle il est reçu par le récepteur.
(t = (t2- t1) correspond à la durée mise par londe pour aller jusquà lobstacle et revenir cest-à-dire pour parcourir 2 fois la distance d. (t = (t2- t1) = 13,6 10,2 = 3,4 ms = 3,4.10-3 s
EMBED Equation.3 A.N. : EMBED Equation.3 = 0,578 m = 57,8 cm
Exercice 3 :
La lumière se propage dans le vide et dans tous les milieux transparents.
La célérité de la lumière est égale à : c = 3,00.108 m.s-1 = 3,00.105 km.s-1
Connaissant le temps mis par le signal pour faire un aller-retour on en déduit que d = EMBED Equation.3 A.N. : D = 3,00.105x2,51/2 = 3,77.105 km
Distance entre le centre des deux astres : D = d + RT + RL A.N. : D = 3,85.105 km
NOM : Mardi 5 novembre 2013
