Expériences sur le thème de la santé/Santé: Imagerie par résonance magnétique

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Utilisation en classe

En classe de terminale ST2S, pour illustrer l'imagerie par résonance magnétique, on utilisera une activité documentaire qui traitera des électroaimants pour la génération d'un champ magnétique intense, et son utilité dans l'imagerie médicale, et avant cela, une activité expérimentale élève autour du champ magnétique décrite ici.

Expériences

Caractérisation du champ magnétique

A l'aide d'aiguilles aimantés, et d'un aimant, on peut montrer qu'on perturbe la direction des aiguilles en approchant cet aimant de différents côtés.

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  Cette photo montre l'alignement des aiguilles de boussoles sur le champ magnétique généré par l'aimant quand on l'approche au voisinage des aiguilles.

Pour montrer le spectre du champ magnétique, on utilisera des boîtes contenant de la limaille de fer et un aimant, qu'on posera sur la boite. On pourra alors faire dessiner aux élèves le spectre.

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  Expérience qualitative montrant le spectre magnétique généré par un aimant droit.
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  Expérience qualitative montrant le spectre magnétique généré par un aimant droit, et son action sur des aiguilles de boussole.
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  Expérience qualitative montrant le spectre magnétique généré par un aimant en U.
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  Expérience qualitative montrant que sans champ magnétique (ce n’est pas un aimant ici), on n'a pas la formation du spectre magnétique.

Expérience d’Oersted

Un fil parcouru par un courant électrique crée-t-il un champ magnétique? Pour cette activité, il faut un générateur de courant réglable, un rhéostat, un multimètre, une boussole, des fils, et un fil de cuivre découvert.

Schéma du montage de l'expérience d'Oersted

Réaliser le montage suivant en choisissant pour le rhéostat une résistance R telle que l’intensité du circuit électrique I ne peut pas dépasser l’intensité maximale supportée par le fil en cuivre.

• Vidéo illustrant le retour de l'aiguille à la position normale (sous le champ magnétique terrestre) après coupure du générateur.

Conclusion

Ces quelques activités de base sur la notion du champ magnétique leur permet de comprendre globalement le concept, suffisant pour ensuite comprendre et étudier le fonctionnement de la machine d'imagerie par résonance magnétique dans une activité documentaire.

Références

Ouvrage de référence pour les montages du CAPES et de l'agrégation

Physique expérimentale aux concours de l'enseignement - Électricité, électromagnétisme, électronique, acoustique. Jean-Paul Bellier, Christophe Bouloy, Daniel Guéant; Ed. Dunod