Imagerie médicale

I- Réflexion et réfraction de la lumière 1- Réflexion de la lumière Une réflexion se produit lorsque la lumière rencontre une surface opaque et polie.

Dans une réflexion l’angle d’incidence et de réflexion sont égaux Schéma de la réflexion de la lumière La normale Rayon incident Rayon réfléchi r i Surface opaque Dans une réflexion l’angle d’incidence et de réflexion sont égaux i = r

2- Réfraction de la lumière La réfraction de la lumière est le changement de direction que subit un rayon lumineux lorsqu’il change de milieu transparent.

Lorsque la lumière passe de l’air au verre r ‹ i Schéma de la réfraction de la lumière La normale au dioptre Rayon incident i milieu 1 (air) Surface séparant deux milieux transparents milieu 2 (Verre) r Rayon réfracté Lorsque la lumière passe de l’air au verre r ‹ i

Lorsque la lumière passe du verre à l’air r › i La normale au dioptre Rayon incident i milieu 1 (verre) Surface séparant deux milieux transparents milieu 2 (air) r Rayon réfracté Lorsque la lumière passe du verre à l’air r › i

La normale Rayon incident Rayon réfléchi r i milieu 2 (air) milieu 1 (verre) Surface séparant deux milieux transparents Réflexion totale: Ce phénomène se produit Lorsque l’angle i est supérieur à l’angle limite de réfraction (ex: i ≥ 40°) La réflexion se produit dans le milieu où la lumière est plus lente et non l’inverse. (Voir les explications de la partie II-3)

II- Nature des ondes et utilisations médicales 1- Nature et fréquences des ondes a)- Les ondes sonores Les ondes sonores ont besoin de matière pour se propager (liquide, gaz ou solide) A chaque onde sonore correspond une fréquence f qui déterminera si l’onde est audible ou pas par l’oreille humaine.

b)- Les ondes électromagnétiques Les ondes électromagnétiques n’ont pas besoin de matière pour se propager. Elles peuvent se propager dans le vide. La nature et les caractéristiques de l’onde dépendent de sa fréquence

2- Utilisations médicales La radiographie : utilise les rayons X qui sont des ondes électromagnétiques. L’échographie : utilise des ultara-sons. La fibroscopie (endoscopie) : utilise la lumière visible qui est une onde électromagnétique. Dans cette technique on utilise la propriété de réflexion totale de la lumière dans le verre.

3- vitesse et ondes a)- Ondes sonores: La vitesse devient plus grande dans les milieux les plus denses v = 340 m.s-1 dans l’air. v = 1500 m.s-1 dans l’eau. b)- Ondes électromagnétiques: La vitesse diminue dans les milieux les plus denses. La vitesse de la lumière atteint son maximum dans le vide. C : célérité de la lumière dans le vide ou vitesse. C = 3x10-8 m/s Remarque : L’angle de réfraction dépend de la vitesse de la lumière. Celui-ci est plus petit que l’angle d’incidence lorsque la vitesse devient plus faible dans le milieu de réfraction. Exemple : passage de l’air au verre

Lorsque la lumière passe de l’air au verre r ‹ i Schéma de la réfraction de la lumière La normale au dioptre Rayon incident i milieu 1 (air) Surface séparant deux milieux transparents milieu 2 (Verre) r Rayon réfracté Lorsque la lumière passe de l’air au verre r ‹ i