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Mesures sur les images solaires avec Geogebra phm – Obs. Lyon avril 2013.

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1 Mesures sur les images solaires avec Geogebra phm – Obs. Lyon avril 2013.

2 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)2 Introduction I - Regarder le Soleil sans danger avec un instrument peut se faire de deux façons : - Mettre une forte densité devant lobjectif (filtre type mylar). - Intercaler entre lobjectif et loculaire, un filtre interférentiel qui permet davoir une image pratiquement monochromatique. II - Faire des images demande que le récepteur soit placé au plan focal de lobjectif ou que la combinaison oculaire + optique redonne une bonne image. La deuxième méthode peut sappliquer à la combinaison oculaire- appareil numérique à condition de bien aligner lobjectif de lappareil photo sur laxe optique de la lunette. Avec cette méthode le champ est souvent vigneté sur les bords, mais ceci ne peut beaucoup gêner pour des mesures de distances à la surface du Soleil. III - Il nous reste à faire les mesures et les calculs. De nombreux logiciels permettent de pointer des positions sur une image et faire des calculs. Nous proposons Geogebra, logiciel libre adapté à lenseignement.

3 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)3 Les images solaires sont prises avec une lunette Obtention des images Lundt, appareil numériqueet un placé directement derrière loculaire de la lunette, centré au mieux ou à laide dun support adapté. Fixation de l appareilSupport de fixation

4 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)4 Obtention des images Il reste à - lexposition peut être choisie - faire la mise au point par : visée directe (appareil reflex) automatique (mode P des appareils, en neutralisant le flash). ou manuelle après divers essais. lAutofocus Le temps de pose automatique est, en général, correct, sinon choisir la vitesse ou louverture ou les deux paramètres. facteur de zoom.- choisir le

5 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)5 Obtention des images En Autofocus, la précision de la mise au point nest pas garantie suivant le contraste des détails de limage. Il est possible avec les appareils numériques qui ont la fonctionnalité de prendre des images en continue de palier en partie à cet inconvénient (cadence : 1 image par seconde. Il suffit après les prises dimages, de trier et de ne garder que les images nettes ou seulement la plus nette de chaque série. Lors de la prise de vue, il est possible de faire varier le réglage de mise au point avec la molette de la lunette tout en enregistrant les images.

6 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)6 Une série dimages identiques peuvent être regroupées et moyennées. Pour le recentrage et moyenne automatiques, utiliser Registax ou autre programme. Les images Léchelle des images est fonction du zoom de lappareil numérique. Il faut donc traiter séparément chaque série correspondant à une position de zoom. Les images numériques étant assez grandes et lourdes à manipuler dans GeoGebra, il vaut mieux les recadrer au mieux et ne garder que limage solaire utile avec une marge minimale. Pour le traitement sous GeoGebra, une image carrée est préférable. Jets et spiculesTaches solaires

7 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)7 Pour initiation de base à GeoGebra voir Travail avec Geogebra ou - les tutoriels disponibles sur Internet - le fichier ou - le diaporama Description de quelques commandes et manipulations de bases : Fichier :elements_geogebra.pdf

8 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)8 Travail avec Geogebra Ouvrir GeoGebra Lunité de longueur utilisée sera le kilomètre. Rayon du Soleil : Rayon de la Terre : Créer les objets des valeurs utilisées dans les calculs et dessins en écrivant dans la : fenêtre de saisie R_S = (R S ) R_T = 6378 (R T )

9 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)9 Insertion de limage Insérer limage à traiter avec léchelle : - Cliquez vers lendroit où sera placée limage. 1 pixel = 1 unité GeoGebra - Choisir la fonction Insertion dimage - Dans la fenêtre répertoire qui souvre, choisir le fichier image à insérer pour mesures. - Appuyer sur la touche pour sortir du mode Insertion image. Votre fichier ou le fichier sera.jpg Esc

10 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)10 Placement de limage Après avoir inséré limage, choisir « » dans le menu en cliquant sur limage avec le bouton droit Dans longlet Position donner les abscisses et ordonnées des deux coins de limage : Coin 1, en bas à gauche (0,0) Coin 2, en bas à droite (largeur de limage-1,0) Sauver sous forme de fichier par Propriétés

11 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)11 Rayon du Soleil et échelle de limage Pour avoir léchelle de limage, on va ajuster un cercle ( ) sur le bord du Soleil. La valeur du rayon de ce cercle ( ) avec celle du rayon réel du Soleil ( ) donnera léchelle de limage. (km / pixel) Pour ajuster un cercle sur le bord du Soleil, on se sert de la fonction : - Cercle passant par trois points Points que lon prendra sur le bord à la limite photosphère – chromosphère. cScS rSrS RSRS

12 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)12 Rayon du Soleil et échelle de limage Construire le cercle qui passe par ces trois points : Cercle trois points - soit on utilise la fonction - soit dans la fenêtre de saisie, on écrit : en pointant successivement 3 endroits du bord, ce qui construit le cercle ( ). c_S=cercle(A,B,C) Avec la fonction, placer au mieux trois points, et, à la limite photosphère chromosphère. point ABC Cercle passant par trois points : Touche pour sortir de la fonction cercle.Esc On renomme le cercle ( ) en ( ).c c_S c

13 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)13 Rayon du Soleil et échelle de limage ech = R_S / r_s En extraire la position du centre : C_S = Centre[c_S] et la valeur du rayon r_S = Rayon[c_S] Calcul de léchelle de limage : Remarque : cette valeur de léchelle indique quil est impossible de distinguer deux détails moins éloignés de km. ech

14 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)14 Dimension des spicules Pointer le haut de la spicule : point. Tracer le segment de à s = Segment[C_S,D] Créer le point intersection du segment et du cercle solaire I = Intersection[c_S, s] et calculer la diension de la spicule d_{spi}= longueur[segment[I,D]] Avec léchelle de limage, calculer la hauteur en km de la spicule. h = d_{spi} * ech D C_S D I

15 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)15 Tracer, à léchelle, au point, un cercle à léchelle du rayon de la Terre Dimension des spicules r_T = R_T / ech Faire varier légèrement la valeur du rayon du cercle solaire pour apprécier son effet sur la hauteur de la spicule. c_T = Cercle[I, r_T] En déduire une estimation de lerreur en fonction de la précision du cercle tracé et de son rayon du Soleil mesuré en pixels. Calculer le nombre de diamètres terrestres contenus dans la hauteur de la spicule. ndt =h/(2*R_T) I

16 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)16 Dimension des taches Dim. Image 1300 × 1300 insertion de limage tracé du bord solaire avec trois points par le cercle passant par ces trois points calcul de léchelle pixel - km mesure de la ou les taches calculs des dimensions échelle de la Terre Un travail tout à fait similaire est faisable avec la mesure des dimensions des taches solaires : grandeurs, évolutions, etc. Le fichier tacha.jpg peut être pris comme base de travail. La démarche est la même :

17 PhM - Obs. Lyon - avril 2013Images solaires sous Geogebra (dimensions)17 FIN


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