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    Annales de Biophysique (UE3 A) - Chronologique

    Table des matires

    Prsentation de la Biophysique (UE3A) ............................................................................................................................ 2

    Conseils pratiques et mthodologiques pour la Biophysique .......................................................................................... 3

    Etats de la matire et leur caractrisation ...................................................................................................................... 5

    Les trs basses frquences du spectre lectromagntique .......................................................................................... 15

    Rayons X et Gamma Rayonnements particulaires ..................................................................................................... 27

    Mthode dtude en lectrophysiologie jusqu lECG ................................................................................................. 37

    Le domaine de loptique ................................................................................................................................................ 43

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    Prsentation de la Biophysique (UE3A)

    LUE3A (Organisation des appareils et des systmes : bases physiques des mthodes dexploration), constitue

    la premire partie du programme de Biophysique en PACES. La seconde partie ne sera vue quau second semestre.

    Elle est compose de 20 questions, sous forme de Questions Choix Simple (QCS) ou de Questions

    Combinaison de Rponses (QCR) selon les chapitres. La dure totale de lpreuve est de 1h30.

    Pour information, les coefficients de lUE3A sont les suivants :

    Indiffrenci Mdecine/Kinsithrapie Odontologie Pharmacie Sage-Femme

    2,5 3 2,5 2 1,5

    (Retrouvez plus dinformations concernant lUE3A sur le site, en cliquant sur lintitul de la catgorie UE3A dans le menu du haut).

    La Biophysique se dcompose en 5 grandes catgories :

    - Etats de la matire et leur caractrisation (3 4 questions, selon les annes) : tude dtaille de la matire, dans tous ses tats (gaz, liquide, solide). Les aspects thermodynamiques et chimiques de lnergie

    seront galement abordes, avec notamment des notions denthalpie, dentropie, de travail, de chaleur, etc,

    maitriser. Enfin, il y aura une partie sur les compartiments liquidiens, o le comportement de liquides sera

    tudi dans diverses situations.

    - Les trs basses frquences du spectre lectromagntique (4 5 questions, selon les annes) : tude des trs basses frquences du spectre lectromagntique et plus particulirement des mthodes

    dimagerie mdicale par rsonance magntique y correspondant.

    - Rayons X et Gamma Rayonnements particulaires (4 5 questions, selon les annes) : tude des hautes frquences du spectre lectromagntique et plus particulirement des mthodes dimagerie

    mdicale (radiographie, scanner, chographie, etc) et de thrapie y correspondant. Les notions de

    radioprotection et des effets de ces rayonnements sur lorganisme seront galement largement abords.

    - Mthodes dtude en lectrophysiologie jusqu lECG (2 3 questions, selon les annes) : tudes dtaille des phnomnes lectriques et lectrochimiques qui se produisent dans les cellules ou les

    tissus des organismes vivants. Ainsi, les bases de llectrophysiologie seront vues, jusquaux notions plus

    complexes, notamment le fonctionnement de llectrocardiographie.

    - Le domaine de loptique (6 7 questions, selon les annes) : tude physique de la lumire et de ses proprits. Cette partie est divise en sous-catgories : loptique gomtrique (dj aborde au lyce) et

    loptique quantique/physique.

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    Conseils pratiques et mthodologiques pour la Biophysique

    Une des principales difficults de cette UE rside sur la proportion non ngligeable de calculs quelle

    contient. Certains peuvent tre assez gros et ne laissent passer aucune erreur dinattention. Le tout

    sans calculatrice. Cependant, nul besoin dtre un champion en maths : le succs passe dabord par un

    entranement rigoureux et rgulier. Faites et refaites les exercices-types afin quils deviennent des

    automatismes.

    Paralllement aux calculs et lentranement avec des exercices, il ne faut pas oublier que la russite de

    cette UE implique aussi une connaissance parfaite du cours. Cela semble logique, mais sans cela,

    impossible de bien rsoudre les diffrents exercices. Pour rsumer, lUE3 est une matire o la pratique

    est intiment lie la thorie.

    Bien sr comme partout ailleurs, lassistance aux cours est indispensable, puisque les professeurs vont

    partir des notions de base puis suivre un raisonnement logique, jusqu la rsolution dexercices de plus

    en plus complexes.

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    Etats de la matire et leur caractrisation

    Dcembre 2010

    Question 1.

    Soit Cv la chaleur spcifique volume constant et Cp la chaleur spcifique pression constante dun gaz. On notera

    Tv la transformation volume constant et Tp la transformation pression constante.

    Quelle es la proposition exacte ?

    A. Les chaleurs spcifiques sont des fonctions dtat.

    B. La valeur de Cv est infrieure celle de Cp car le travail est nul au cours de la transformation Tp.

    C. La valeur de Cv est infrieure celle de Cp donc une mme quantit de chaleur augmente plus la temprature

    dans la transformation Tv que dans la transformation Tp.

    D. La valeur de Cv est infrieure celle de Cp donc pour obtenir une mme temprature finale, il faut apporter

    moins de chaleur dans la transformation Tp que dans la transformation Tv.

    E. Dans le cas des gaz parfaits, Cv et Cp sont gaux.

    F. Au cours de la transformation Tp, la chaleur est gale la variation dnergie interne du systme.

    G. Au cours de la transformation Tp, le travail est gal la variation dnergie interne du systme.

    Question 2.

    Un autocuiseur, de volume V = 15 litres, est rempli la temprature t = 24C dune masse deau meau, et dair sous

    une pression Pi de 105 Pascal. On le ferme, et on porte sa temprature 120C (tat final). On considrera quil y a

    assez deau pour viter lvaporation complte de leau.

    A. Si lon considre lair comme un gaz parfait, sa pression Pf 120C est approximativement de 5.105 Pascal,, ce

    qui correspond un rapport Pf / Pi = 120/24.

    B. La pression de vapeur (vapeur deau) est la pression de vapeur saturante, lquilibre.

    C. La pression totale est la somme de la pression de lair et de la pression de vapeur sche.

    D. A la temprature de 120C, il ny a plus de diffrence vidente entre vapeur deau et eau liquide, on parle alors

    de fluide supercritique.

    E. A lquilibre, la pression de vapeur sche est gale la pression de vapeur saturante.

    F. Si la valeur de la pression de vapeur saturante de leau (note Pvs) est donne par lexpression : Pvs = (t / 100)4

    [unit de Pvs en atmosphre, si t en C], alors 120C Pvs est infrieure 105 Pascal.

    G. Le couvercle tant fixe, la transformation est adiabatique.

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    Etats de la matire et leur caractrisation

    Question 3.

    Au sujet de la pression osmotique dune solution, note , quelle est la proposition fausse ?

    A. La mesure de la pression osmotique dune solution fait intervenir une membrane permable leau.

    B. se manifeste par une diffrence de pression hydrostatique, vritable pression mcanique susceptible

    dentrane une rupture de la membrane sur laquelle elle sexerce.

    C. se manifeste par une diffrence de pression hydrostatique qui, lquilibre, annule le flux volumique net

    travers la membrane.

    D. permet de traduire une diffrence dosmolalit efficace, par une diffrence de pression hydrostatique.

    E. Les soluts non osmotiquement efficaces exercent une pression osmotique ngative sur la membrane.

    F. La mesure de sapplique de prfrence aux soluts macromolculaires osmotiquement efficaces, en faible

    concentration molale.

    G. La mesure de sapplique de prfrence aux soluts macromolculaires osmotiquement efficaces, pour

    lesquels la membrane est impermable.

    Question 4.

    On mesure chez un malade alit une temprature centrale gale 38,7 C vers 8h du matin.

    Quelle est la combinaison de toutes les propositions exactes ?

    1. Ce malade a de la fivre.

    2. Ses thermorcepteurs centraux sont inactivs.

    3. Des frissons pendant toute la nuit prcdente ont pu faire augmenter sa temprature.

    4. Sa temprature centrale ne prsente plus de variation circadienne.

    5. Lhypothalamus antrieur est fortement activ.

    6. Sa temprature de consigne est augmente par rapport 37C.

    7. Sa temprature rectale est plus basse que sa temprature cutane.

    A : 1 + 2 + 7 B : 5 + 6 + 7 C : 3 + 4 + 7 D : 2 + 4 + 6

    E : 1 + 3 + 6 F : 2 + 3 + 5 G : 4 + 5 + 6

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    Etats de la matire et leur caractrisation

    Dcembre 2011

    Question 1.

    Quelle est la combinaison de toutes les propositions exactes ?

    1. Les homothermes ont un mtabolisme lev, constant et indpendant des conditions de temprature

    extrieure.

    2. Lhypothalamus antrieur est spcialis dans la lutte contre le chaud.

    3. Chez la femme, la temprature centrale pr-ovulatoire est lgrement plus leve quen phase post-

    ovulatoire.

    4. C