PhM – Observatoire de Lyon – 2013-14 avec GeoGebra.

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1 PhM – Observatoire de Lyon – 2013-14 avec GeoGebra

2 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III2  Introduction Le spectrographe Lhires permet avec plus ou moins de bonheur d’obtenir des spectres à petite et grande dispersions. Chaque dispersion a son intérêt : - 300 traits / mm – identifications, classification spectrale, etc - 2400 traits / mm – identifications, vitesses radiales, etc

3 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III3  Introduction La procédure pour passer de l’image spectrale avec son étalonnage correspondant aux mesures de longueurs d’onde, est la même pour tous les spectres. Avec Iris et Geogebra nous allons essayer de rationnaliser l’ensemble des démarches à faire.

4 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III4  Travail sous IRIS Dans le cadre de notre démarche, ne cherchant pas des intensités, le travail se trouve simplifié. On peut soustraire à la rigueur le noir ou une valeur moyenne proche et inférieure à la valeur du fond pour augmenter le contraste. La correction de champ plat ne sera pas faite.

5 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III5  Travail sous IRIS Pour chaque fichier à faire sous IRIS - Nettoyage des pixels bruyants - Régler le niveau haut de l’image à ce maximum - Faire la statistique de l’image - Si le fond est un peu clair, monter le niveau bas, pour contraster, en faisant attention à ne pas perdre de détails dans le spectre. Chargement des images. Si le niveau haut des images dépasse 2 16 -1 (32767), il faut charger l’image par la commande loadsx qui divise par 2 les valeurs (donner le nom du fichier sans extension).

6 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III6  Travail sous IRIS A faire sous IRIS - Pour les spectres d’étalonnage du néon, lorsque la partie courte longueur d’onde est très faible par rapport aux grandes longueurs d’onde, il peut être intéressant de passer au logarithme des intensités. - Dans ce cas, le niveau haut est à 32767, et il faut ajuster le niveau bas pour augmenter le contraste, sans perdre de raies.

7 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III7  Travail sous IRIS Le type des fichiers du Lhires (FIT) reconnu par IRIS ne l’est pas par Geogebra. L’image nettoyée et ajustée en niveau d’intensité pour être bien visible va être sauvée sous forme JPG. Remarque : le nombre de niveaux d’intensité est abaissé à 255, mais il ajuste toute la dynamique de l’image telle que nous la voyons à l’écran.

8 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III8 Geogebra Construction d’un programme de traitement des spectres. En chargeant simultanément le spectre de l’objet et le spectre d’étalonnage, il est possible de faire un travail plus précis. - Procédure de placement des deux spectres dans les deux fenêtres graphiques - Construction du curseur de repérage des pixels - Repérage de la zone commune verticale de mesure des spectres. - Insertion du fichier d’étalonnage ajustable pour repérer les longueurs d’onde de l’étalonnage 1 - Programme de base : 

9 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III9 Geogebra 2 - Procédure de mesures : - Mesures des raies d’étalonnage - ajustement - Mesure des raies du spectre - identifications 

10 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III10  Les fenêtres graphiques - Ouvrir Geogebra (2D suffit) - La séparer : Passer la souris sur la bande de « Graphique 2 » Une petite icône apparaît Cliquer dessus. La fenêtre se détache. Remarque : - pour réinsérer les fenêtres, faire la même démarche sur la petite icône. - Afficher la fenêtre « Graphique 2 » - Faire de même pour la fenêtre « Graphique 1 »

11 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III11  Les fenêtres graphiques - Réarranger les fenêtres pour voir simultanément - la fenêtre algèbre - la fenêtre tableur - les fenêtres graphiques

12 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III12  Le curseur de position des pixels des images Créer un curseur : Le curseur de pointé des positions des pixels comporte deux éléments : - Un curseur au sens de Geogebra - Une droite verticale de repérage asservie au curseur Geogebra Créer le nombre N : ajustable au nombre de pixels en largeur du spectre N = 2047 Mettre style et couleur. Créer la droite verticale asservie à dpix: x = xpixel Intervalles et incrément Largeur xpixel

13 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III13  Sauvegarder avec un nouveau nom personnalisé. Le curseur de position des pixels des images Placer le curseur et la droite dans les deux Graphiques Fenêtre « Propriétés » / Onglet « Avancé » Cocher les deux cases - « Graphique » - « Graphique 2 » Ajuster les échelles des graphiques ainsi que leur emplacement pour voir le curseur dans les deux fenêtres et la ligne des abscisses de 0 à N

14 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III14 Insertion des images Deux points suffisent à positionner les deux images dans leur graphique respectif : Insérer le spectre de l’objet. Graphique 1 Insérer le spectre de l’étalonnage. Graphique 2 Sauvegarder. P_0 = (0,0) P_N = (N,0) Créer : Mettre dans l’onglet « Position » des « Propriétés » des deux images, P_0 dans Coin1 et P_N dans Coin2.  Les points P O et P N peuvent être cachés.

15 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III15 La zone spectrale Pour que les mesures soient homogènes, il faut prendre les positions des raies à la même ordonnée sur les deux spectres. Afin de faciliter les mesures, on va créer une ligne horizontale que l’on pourra ajuster en ordonnées avec un curseur. Dans « Graphique 2 » créer le curseur ypixel et la droite d_h. Faire apparaître aussi la droite dans les deux graphiques. - curseur - la droite ypixel. d_h.  Remarque : une fois que la ligne de mesure est positionnée, cacher le curseur pour éviter de changer accidentellement cette position. ypixel

16 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III16 Identification de l’étalonnage La difficulté de l’identification des raies dans le néon, est due au nombre important de raies rapprochées qui ne permet pas d’attribuer facilement une longueur d’onde à une raie. Pour faciliter l’identification, on introduit une image spectrale du néon avec les longueurs d’onde marquées. En déplaçant et en changeant son échelle, on va l’amener en coïncidence approximative avec le spectre à identifier. Il sera facile alors de mesurer la position d’une raie dont on lit la longueur d’onde et de reporter ce couple dans le tableur. 

17 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III17 Identification de l’étalonnage Créer les trois curseurs : Pour ajuster le spectre de référence sur le spectre d’étalonnage, il nous faut trois paramètres : - Le faire déplacer suivant l’axe des abscisses : curseur - Changer d’échelle : curseur - Le positionner suivant l’axe des ordonnées : curseur CurseurPlageincrément xetal0 – N1 getal0.1 - 100.01 yetal0 - N1 Les placer dans le « Graphique 2 ». xetal yetal getal 

18 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III18 Identification de l’étalonnage L’image spectrale sera placée par les deux points (E_1 et E_2) E_1 = (xetal-getal*N/2,yetal) E_2 = (xetal+getal*N/2,etal) Insérer l’image et la placer. Ajuster son grandissement pour que les deux spectres coïncident au mieux à la hauteur des mesures de positions. etalonnage_Ne.jpg 

19 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III19 Etalonnage Pour chaque raie bien identifiée, reporter dans le tableur sa position en abscisses et sa longueur d’onde correspondante. En faire la « Statistique à 2 variables » Points sélectionnés Statistiques à deux variables 

20 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III20 Etalonnage L’équation de la droite s’affiche Se mettre en affichage Résidu Choisir Modèle d’ajustement : affine 

21 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III21 Etalonnage Corriger ou éliminer les points mal alignés. On calculera la longueur d’onde correspondant au curseur par : λ = c_1 * xpixel + c_0 Recopier dans et les deux coefficients de la droite d’étalonnage. c_0 c_1 

22 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III22 Disposition des fenêtres Exemple de disposition de trois fenêtres séparées. Les fenêtres peuvent cachées ou apparentes par le menu « Affichage ». 

23 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III23 Exemple de disposition de trois fenêtres séparées et la fenêtre d’analyse des données. Disposition des fenêtres

24 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III24 Les curseurs et l’affichage sont - mis en position absolue à l’écran - fixés pour ne pas les déplacer intempestivement. Curseurs : Disposition des fenêtres 

25 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III25 Les curseurs et l’affichage sont - mis en position absolue à l’écran - fixés pour ne pas les déplacer intempestivement. Textes : Disposition des fenêtres 

26 07/04/2014Traitement et identifications - spectres du Lhires III26 Fin