POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux

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1 POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux - Sections : LS-1 / LS-0 - Olivier CAUDRELIER oc.polyprepas@orange.fr 1

2 exercice 1 : 1. VRAI - c est la définition. FAUX c est la résultante des moments magnétiques élémentaires qui s oriente selon 3. FAUX - onde ultrasonore = onde mécanique nécessitant un support matériel (air, eau, graisse, tissus ) ; onde radiofréquence = onde électromagnétique, ne nécessitant pas de support matériel 4. VRAI - lorsque résultante est orientée selon, les protons précessent sans ordre, de manière aléatoire composante longitudinale maximale, composante transversale nulle 5. VRAI lorsque les protons sont mis en phase par, il y a apparition d une composante transversale : lorsque tous les protons sont en phase, cette composante est maximale 6. VRAI - Loi statistique de Boltzmann : 7. FAUX il y a égalisation des niveaux d énergie 8. VRAI - un court permet de shunter 9. FAUX - La séquence «en écho de spin» donne accès à un temps de relaxation transversale de très grande pureté

3 10. FAUX - Le signal recueilli au temps d écho T E lors de la séquence «en écho de spin» décroît au cours du temps à cause de la non parfaite resynchronisation des spins 11. VRAI voir schéma de l item 8 1. VRAI - le déphasage dû à l environnement moléculaire est maximal pour les substances ayant un long T hypersignal 13. VRAI - nucléons A = protons + neutrons. D après le cours, effectivement le signal RMN est possible pour les atomes à nombre impair de nucléons. 14. VRAI - Lors de la phase de relaxation, il y a disparition de la composante transversale (correspondant à la désynchronisation des spins), et ce, de manière exponentielle : 15. FAUX - et sont des noyaux différents, donc ils n ont pas le même rapport gyromagnétique leur fréquence de Larmor pour un même champ n est donc pas la même, par conséquent, l impulsion devra se faire à une fréquence différente pour qu il puisse y avoir résonance Exercice : 1. VRAI - A cause de l orientation aléatoire des moment magnétiques élémentaires dans la matière, leur résultante magnétique macroscopique pour tout l échantillon de matière, est nulle :. FAUX - c est la phase de polarisation : en présence d un champ magnétique, les protons se mettent à précesser à la fréquence de Larmor selon deux orientations particulières, ces orientations particulières provoquant dès lors l apparition d une composante magnétique macroscopique longitudinale: orientée selon 3. VRAI- chaque noyau possède une aimantation élémentaire (ou moment magnétique) ; en revanche, leur résultante est nulle à l état naturel 4. VRAI cf item C, mais cette fois, la résultante est non nulle et s orient selon 5. FAUX - c est la résultante qui s aligne selon la même direction et le même sens que ; les protons eux, précessent sur un cône et sur deux orientations différentes : + ½ et ½ 3

4 Exercice 3 : 1. VRAI - A l équilibre, les protons de l échantillon sont orientés parallèlement (spin 1 ) et antiparallèlement (spin 1 ) au champ. FAUX c est l inverse : le spin 1 est le spin antiparallèle et correspond à la position de haute énergie (cf schéma ci-dessus) le niveau énergétique fondamental contient donc les spins parallèles 1 3. VRAI - Les spins parallèles 1 sont également appelés spins up (tête en haut), les spins antiparallèles 1 sont les spin-down (tête en bas) 4. FAUX - À l équilibre, les spins sont légèrement plus nombreux sur le niveau énergétique fondamental (pour un champ,5, il y a une différence de pour ) voir schéma item 1 5. VRAI - Quel que soit leur niveau énergétique, les spins d un même environnement moléculaire tournent tous avec la même fréquence de précession. Exercice 4 : 1. FAUX - Une impulsion de radiofréquence égalise les populations de spins : saturation. FAUX Pour faire résonner les spins précessant à la fréquence de Larmor, il faut que l impulsion de radiofréquence soit également à la fréquence de Larmor 3. VRAI - La condition de la résonance magnétique nucléaire correspond à l égalité entre la fréquence de l impulsion de radiofréquence et la fréquence de Larmor qui caractérise la précession des spins. 4. VRAI - cf item 1 5. FAUX cf item 1 4

5 Exercice 5 : A. VRAI - la différence entre le peuplement des deux niveaux est très faible mais s'accroît avec la valeur du champ appliqué. ex : pour un champ,5, il y a une différence de pour B. VRAI - au niveau énergétique, il y a un léger excès de protons sur le niveau fondamental (davantage de spins parallèles que anti-parallèles) Cet excès correspond, au niveau énergétique, à davantage de spins sur le niveau de plus basse énergie ( la résultante de l aimantation macrocospique est donc orientée selon ) C. VRAI - on a ~0 or, d après les Développements Limités : au voisinage de 0, e 1!!! e ~ 1 hυ kt ~ D. VRAI - la différence entre les populations est considéré comme proportionnel à à (remarque : la différence peut être considérée comme proportionnelle, non le rapport : qui est dépendant de par l exponentielle, et donc ne pourrait être considéré comme proportionnel) Or la fréquence est la fréquence de Larmor, qui dépend de d après la formule :. la différence entre les populations est donc également proportionnelle à 5

6 E. VRAI - la faible différence de population entre les deux niveaux d'énergie entraîne des difficultés pour la détection F. VRAI - la sensibilité étant définie par la quantité minimale de noyaux décelables ; or, plus est grand, plus la différence de populations entre spins parallèles et antiparallèles est grande, donc meilleure est la sensibilité G. FAUX - si augmente, diminue, diminue, et diminue (remarque : pour obtenir des champs élevés, il faut travailler avec des cryoaimants (ou supraconducteurs), c-à-d à très basse température) é Exercice 6 : 1. VRAI - impulsion de l ordre de la micro-seconde. FAUX - la durée de l impulsion est inversement proportionnelle à la largeur du spectre de fréquences (cf Analyse de fourier : la bande passante varie en sens inverse de la durée 3. VRAI - pour que le phénomène de résonance ait lieu, il faut que l impulsion se fasse à la fréquence de Larmor des protons ; or, cette fréquence dépend de l intensité du champ magnétique statique :. ; donc la fréquence de l impulsion est bien proportionnelle à l intensité du champ magnétique statique 4. FAUX - c est la fréquence de l impulsion qui dépend de l intensité du champ magnétique statique 6

7 5. FAUX - l angle de bascule est proportionnel à l intensité et la durée de l impulsion :.. ( durée de l impulsion) 6. FAUX - ce n est pas la bobine qui tourne à la fréquence de résonance, c est la fréquence du courant alternatif qui induit le champ oscillant qui doit être à la fréquence de Larmor 7. FAUX - l onde RF est une onde électromagnétique ( onde sonore, mécanique, nécessitant un milieu matériel pour sa propagation) é Exercice 7 : 1. VRAI : la Transformée de Fourier permet, pour les fonctions non périodiques, de leur associer un spectre en fréquences. VRAI : lorsque l impulsion a eu lieu, tous les noyaux sont stimulés (impulsion brève, spectre large) ; à l arrêt de, chaque noyau va ensuite retourner dans son état fondamental en émettant des photons de fréquence précise ; grâce à la Transformée de Fourier, on peut extraire et décomposer ces fréquences du signal global réémis par l'échantillon, et connaître ainsi la composition moléculaire de l échantillon la TF est donc essentielle pour la spectroscopie RMN 3. VRAI : lorsque l impulsion a eu lieu, tous les noyaux sont stimulés (impulsion brève, spectre large) ; à l arrêt de, chaque noyau va ensuite retourner dans son état fondamental en émettant des photons de fréquence précise ; grâce à la Transformée de Fourier, on peut extraire et décomposer ces fréquences du signal global réémis par l'échantillon, et connaître ainsi la composition moléculaire de l échantillon la TF est donc essentielle pour la spectroscopie RMN 4. FAUX : la largeur à mi-hauteur d une Lorentzienne est égale à 1. ; donc, plus est élevée, moins la largeur à mi-hauteur est grande (inversement proportionnelle) 5. FAUX : 6. FAUX : 7. FAUX : la TF de Fourier décrit le phénomène en termes de fréquences, et non de durée 8. FAUX : impulsion brève large gamme de fréquences excitée é 7