POLY-PREPAS 2010-2011 Centre de Prparation aux Concours Paramdicaux

- Sections : LS-1 / LS-0 -

Olivier CAUDRELIER oc.polyprepas@orange.fr

exercice 1 :

1. VRAI - cest la dfinition

2. FAUX cest la rsultante des moments magntiques lmentaires qui soriente selon

3. FAUX - onde ultrasonore = onde mcanique ncessitant un support matriel (air, eau, graisse, tissus) ; onde radiofrquence = onde lectromagntique, ne ncessitant pas de support matriel

4. VRAI - lorsque rsultante est oriente selon , les protons prcessent sans ordre, de manire alatoire composante longitudinale maximale, composante transversale nulle

5. VRAI lorsque les protons sont mis en phase par , il y a apparition dune composante transversale : lorsque tous les protons sont en phase, cette composante est maximale

6. VRAI - Loi statistique de Boltzmann :

7. FAUX il y a galisation des niveaux dnergie

8. VRAI - un court permet de shunter

9. FAUX - La squence en cho de spin donne accs un temps de relaxation transversale de trs grande puret

10. FAUX - Le signal recueilli au temps dcho TE lors de la squence en cho de spin dcrot au cours du temps cause de la non parfaite resynchronisation des spins

11. VRAI voir schma de litem 8

12. VRAI - le dphasage d lenvironnement molculaire est maximal pour les substances ayant un long T2 hypersignal

13. VRAI - nuclons A = protons + neutrons. Daprs le cours, effectivement le signal RMN est possible pour les atomes nombre impair de nuclons.

14. VRAI - Lors de la phase de relaxation, il y a disparition de la composante transversale (correspondant la dsynchronisation des spins), et ce, de manire exponentielle :

15. FAUX - et ! sont des noyaux diffrents, donc ils nont pas le mme rapport gyromagntique leur frquence de Larmor pour un mme champ nest donc pas la mme, par consquent, limpulsion devra se faire une frquence diffrente pour quil puisse y avoir rsonance

Exercice 2 :

1. VRAI - A cause de lorientation alatoire des moment magntiques lmentaires dans la matire, leur rsultante magntique macroscopique pour tout lchantillon de matire, est nulle : " $

2. FAUX - cest la phase de polarisation : en prsence dun champ magntique , les protons se mettent prcesser la frquence de Larmor % selon deux orientations particulires, ces orientations particulires provoquant ds lors lapparition dune composante magntique macroscopique longitudinale: & oriente selon

3. VRAI- chaque noyau possde une aimantation lmentaire (ou moment magntique) ; en revanche, leur rsultante est nulle ltat naturel

4. VRAI cf item C, mais cette fois, la rsultante est non nulle et sorient selon

5. FAUX - cest la rsultante qui saligne selon la mme direction et le mme sens que ; les protons eux, prcessent sur un cne et sur deux orientations diffrentes : + et

Exercice 3 :

1. VRAI - A lquilibre, les protons de lchantillon sont orients paralllement (spin 1 2) ) et antiparalllement (spin * 1 2) ) au champ

2. FAUX cest linverse : le spin * 1 2) est le spin antiparallle et correspond la position de haute nergie (cf schma ci-dessus) le niveau nergtique fondamental contient donc les spins parallles + 1 2)

3. VRAI - Les spins parallles + 1 2) sont galement appels spins up (tte en haut), les spins antiparallles * 1 2) sont les spin-down (tte en bas)

4. FAUX - lquilibre, les spins sont lgrement plus nombreux sur le niveau nergtique fondamental (pour un champ 2,5 , il y a une diffrence de 2 pour 100 000)

/ voir schma item 1

5. VRAI - Quel que soit leur niveau nergtique, les spins dun mme environnement molculaire tournent tous avec la mme frquence de prcession 0 .

Exercice 4 :

1. FAUX - Une impulsion de radiofrquence galise les populations de spins : saturation

2. FAUX Pour faire rsonner les spins prcessant la frquence de Larmor 0, il faut que limpulsion de radiofrquence soit galement la frquence de Larmor 0

3. VRAI - La condition de la rsonance magntique nuclaire correspond lgalit entre la frquence de limpulsion de radiofrquence et la frquence de Larmor qui caractrise la prcession des spins.

4. VRAI - cf item 1

5. FAUX cf item 1

Exercice 5 :

A. VRAI - la diffrence entre le peuplement des deux niveaux est trs faible mais s'accrot avec la valeur du champ appliqu. ex : pour un champ 2,5 , il y a une diffrence de 2 pour 100 000

B. VRAI - au niveau nergtique, il y a un lger excs de protons sur le niveau fondamental (davantage de spins parallles que anti-parallles) Cet excs correspond, au niveau nergtique, davantage de spins sur le niveau de plus basse nergie

( la rsultante de laimantation macrocospique est donc oriente selon )

C. VRAI - on a 5 6789 ~0

or, daprs les Dveloppements Limits : au voisinage de 0, e< 1 +

E. VRAI - la faible diffrence de population entre les deux niveaux d'nergie entrane des difficults pour la dtection

F. VRAI - la sensibilit tant dfinie par la quantit minimale de noyaux dcelables ; or, plus est grand, plus la diffrence de populations entre spins parallles et antiparallles est grande, donc meilleure est la sensibilit

G. FAUX - si augmente, S diminue, S

diminue, et ) diminue (remarque : pour obtenir des champs levs, il faut travailler avec des cryoaimants (ou supraconducteurs), c--d trs basse temprature)

TVWX Y

Exercice 6 :

1. VRAI - impulsion de lordre de la micro-seconde Z

2. FAUX - la dure de limpulsion est inversement proportionnelle la largeur du spectre de frquences (cf Analyse de fourier : la bande passante varie en sens inverse de la dure

3. VRAI - pour que le phnomne de rsonance ait lieu, il faut que limpulsion se fasse la frquence de Larmor des protons ; or, cette frquence dpend de lintensit du champ magntique statique : [ O ) R. ; donc la frquence de limpulsion est bien proportionnelle lintensit du champ magntique statique

4. FAUX - cest la frquence de limpulsion qui dpend de lintensit du champ magntique statique

-1-1-1-1 FAUX - langle de bascule est proportionnel lintensit et la dure de limpulsion : \ 1 1 ]^ (_` dure de limpulsion)

6. FAUX - ce nest pas la bobine qui tourne la frquence de rsonance, cest la frquence du

courant alternatif qui induit le champ oscillant qui doit tre la frquence de Larmor

7. FAUX - londe RF est une onde lectromagntique (a onde sonore, mcanique, ncessitant un milieu matriel pour sa propagation)

TVWXb

Exercice 7 :

1. VRAI : la Transforme de Fourier permet, pour les fonctions non priodiques, de leur associer un spectre en frquences

2. VRAI : lorsque limpulsion a eu lieu, tous les noyaux sont stimuls (impulsion brve, spectre large) ; larrt de , chaque noyau va ensuite retourner dans son tat fondamental en mettant des photons de frquence prcise ; grce la Transforme de Fourier, on peut extraire et dcomposer ces frquences du signal global rmis par l'chantillon, et connatre ainsi la composition molculaire de lchantillon la TF est donc essentielle pour la spectroscopie RMN

3. VRAI : lorsque limpulsion a eu lieu, tous les noyaux sont stimuls (impulsion brve, spectre large) ; larrt de , chaque noyau va ensuite retourner dans son tat fondamental en mettant des photons de frquence prcise ; grce la Transforme de Fourier, on peut extraire et dcomposer ces frquences du signal global rmis par l'chantillon, et connatre ainsi la composition molculaire de lchantillon la TF est donc essentielle pour la spectroscopie RMN

4. FAUX : la largeur mi-hauteur dune Lorentzienne est gale 1 Q1 c) ; donc, plus c est leve, moins la largeur mi-hauteur est grande (inversement proportionnelle)

5. FAUX :

6. FAUX :

7. FAUX : la TF de Fourier dcrit le phnomne en termes de frquences, et non de dure

8. FAUX : impulsion brve large gamme de frquences excite

dVWXe