Comprendre le principe de l'échographie - Hachette

2.2 La réflexion totale
L’activité 4 a montré que, lorsque l’indice de réfraction n2 du second
milieu est inférieur à l’indice de réfraction n1 du premier milieu (n2 � n1 ),
on n’observe pas toujours de rayon réfracté (doc. 4).
Il existe un angle d’incidence limite i au-delà duquel la lumière est
1limite
totalement réfléchie (doc. 5).
On peut calculer cet angle limite à l’aide de la loi de Snell-Descartes pour
la réfraction : sin i = 1limite n2. n1 Pour observer une réflexion totale, il faut avoir simultanément :
n1 � n2 et i1 � i . 1limite
2.3 Applications au diagnostic médical
• La fibroscopie est une technique de diagnostic utilisant des fibres
optiques (doc. 6). La lumière est guidée dans la fibre par une succession
de réflexions totales (doc. 7).
n 1 > n 2
n 2
n 2
n 1
i 1limite
I
Réflexion
totale
Normale
Réflexion
totale
doc. 7 Propagation de la lumière dans une fibre optique.
n 1
n < n 2 1
i = 90° 2
Réflexion
totale
La fibroscopie est une technique de diagnostic qui utilise la propagation
de la lumière dans une fibre optique.
Le fibroscope (doc. 8) est un appareil utilisé pour explorer l’intérieur du
corps. Une série de fibres optiques conduit la lumière d’une lampe afin
d’éclairer la zone à examiner. Une autre série de fibres optiques conduit
la lumière issue de la zone observée vers l’œil du médecin ou vers une
caméra.
• La radiographie et le scanner utilisent des rayons X qui sont des
ondes électromagnétiques de grandes fréquences (de l’ordre de 1018 Hz).
L’absorption plus ou moins importante de ces ondes par les différentes
parties du corps permet d’en obtenir une image.
• L’imagerie par résonance magnétique (IRM) utilise l’interaction entre
des atomes d’hydrogène du corps, des ondes radio dont les fréquences
sont de l’ordre de 50 × 106 Hz et un champ magnétique important.
�
doc. 5 Mise en évidence
de l’angle limite.
doc. 6 Fibres optiques.
Normale
a. Réfraction si i 1 � i 1limite .
Cours
n 2 < n 1
doc. 4 Différents cas possibles lorsqu’un
faisceau incident se propageant dans un
milieu d’indice de réfraction n 1 , rencontre
la surface de séparation d’un milieu dont
l’indice de réfraction n 2 est plus faible.
Pour commencer, exercices 2 à 6, p. 179 doc. 8 Exemple de fibroscope ou endoscope.
12 Les ondes au service du diagnostic médical
i 1
i 1
I
I
i 2
Normale
i r
n 1
n 1
n 2 < n 1
b. Réflexion totale si i 1 � i 1limite .
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